面对俄罗斯断供,这家3D打印火箭初创公司将推出可替代发动机 

3D打印应用 /[航天]
发布时间: 2022-06-04 11:57
3D打印技术在航空航天领域的应用已经变得必不可少,传统的火箭最多可以有10w个零件,但是3D打印的火箭可以将零件数量减少到1,000个左右。这将大大减少火箭燃料箱和发动机的零件数量,降低成本的同时得到性能更优的产品。
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近日,俄罗斯回应美国制裁,断供其宇宙神5火箭发动机。据资源库了解,该发动机正是俄罗斯RD-180液体火箭发动机,主要被用在美国的阿特拉斯系列运载火箭上。是不是美国就将这样被“卡脖子”了,现在一家来自美国的火箭开发初创公司Ursa Major宣布正在研发的Arroway火箭发动机可以取代俄罗斯制造的RD-180 和 RD-181发动机。

前Space X和Blue Origin工程师Laurienti于2015年创立了Ursa Major,随后研发了一款Hadley富氧分级燃烧发动机,推力约为5,000磅。在2022年3月,它已经完成了Hadley火箭发动机的认证,可用于太空运载火箭和高超音速发射系统。

并已向两家不同的商业客户——太空公司Phantom Space和高超声速飞行器开发商Stratolaunch公司交付了首批两台Hadley发动机。
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Ursa Major的Hadley发动机点火测试

如果说Hadley发动机相对较小,还构不成气候。那么Ursa Major还研发了一款50,000磅的推力火箭发动机-Ripley,主要针对的是中型发射市场,迄今为止,Ursa Major已经筹集了大约1.4亿美元。

在有了前面的2款发动机成功案例后,Ursa Major宣布推出最新款Arroway火箭发动机,这是一种推力为200,000磅的液氧和甲烷分级燃烧发动机。将服务于包括当前美国国家安全任务、商业卫星发射、轨道空间站等市场。这款发动机现已开始接受订购,计划于2023年进行初始热火测试,并于2025年交付。
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Ursa Major的Arroway火箭发动机主燃烧室的3D打印铜部分

Ursa Major创始人兼首席执行官Joe Laurienti说:“Arroway 是美国未来的引擎,中型和重型发射能力是美国发射器现在迫切需要的,而且由于大熊座只专注于火箭推进,我们处于独特的地位,可以提供高性能、可靠和负担得起的发动机来满足不断增长的市场需求,就像我们的产品“Hadley”和“Ripley”那样。”
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Ursa Major重型发动机Arroway渲染图

Arroway使用富含燃料的分级燃烧结构,采用液氧和甲烷推进剂。Ursa Major设计了组件及其装配,并通过3D打印制作发动机的大部分引擎;这种方法允许在开发过程中进行快速迭代,并有效扩展生产以满足市场需求。

截至目前,该公司已经在其位于科罗拉多州Berthoud的工厂,通过分析和模拟以及3D打印专有合金技术,制造和测试了50多台分级燃烧火箭发动机。Ursa Major发动机已累计运行36,000秒,远远超过首飞前测试的典型发动机。

除了Ursa Major外,还有多家公司使用3D打印技术进行火箭发动机的生产制造,包括国外的SpaceX、Relativity、Ursa Major,国内的太瀚航天、深蓝航天、星河动力等。3D打印将是一种不可替代的火箭发动机制造方法。
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