航空航天

Launcher与NASA达成测试里程碑,扩大Velo3D火箭发动机制造合作伙伴关系

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美国私人航空公司发射器在3D打印E-2火箭发动机的测试中达到了另一个里程碑美国宇航局的斯坦尼斯太空中心

继今年早些时候在斯坦尼斯进行的E-2火箭发动机的一系列测试成果之后,该公司在8月份成功完成了推力室组件热火测试。Launcher还从3DD打印机OEM购买了第二个蓝宝石3D打印系统江南平台版江南平台版Velo3D能够打印钛,它将利用钛江南平台版开始为发动机打印轨道压力容器。

Launcher公司首席工程师Andre Ivankovic表示:“有机会与Stennis公司的世界级团队和设施合作,使我们在E-2的开发中取得了重大里程碑。”“Stennis团队努力工作以满足我们的测试需求,该设施可以为我们提供大量的高压气体和推进剂,以及数据采集系统。

“这些功能对我们在成为商业租户的第一年实现多次测试活动至关重要。”

发射器在美国宇航局斯坦尼斯航天中心的E测试中心对其3d打印的engine -2火箭发动机进行了高温测试。图片来源:Launcher/John Kraus Photography
发射器在美国宇航局斯坦尼斯航天中心的E测试中心对其3d打印的engine -2火箭发动机进行了高温测试。图片来源:Launcher/John Kraus Photography

用3D打印优化火箭发动机江南平台版江南平台版

Launcher公司成立于2017年,目标是创造高效、成本最佳的火箭,能够将小型卫星送入太空。在收到价值150万美元的太空部队合同2019年,该公司开始开发3D打印组件,以升级其E-2发动机的性能。

E-2发动机的设计是使用RP-1(一种高度精炼的煤油)和液氧作为推进剂,在海平面产生22,000磅的推力。该发动机将为该公司的发射器轻型运载火箭提供动力,该运载火箭将能够在2024年首次发射前向近地轨道(LEO)运送重达330磅的有效载荷。

到目前为止打印的组件中有一个火箭燃烧室据报道,这是是同类中最大的高860毫米,3D打印成一整块。根据Launcher公司的说法,该发射室将产生最大的推力,产生最低的推进剂消耗,并在小型卫星发射装置中提供较低的每磅推力成本。

发射器的E-2发动机是用高性能铜合金3D打印的,旨在减少进入轨道所需的推进剂。该公司希望这将使每枚火箭能够运送更多的卫星货物,从而使其提供比竞争对手更低的价格。

发射器的AMCM-3D打印燃烧室。
发射器的AMCM-3D打印燃烧室。图片来自AMCM。

Stennis测试

斯坦尼斯航天中心是美国领先的火箭推进试验设施,配备了专业的基础设施、低温推进剂和高压气体设施和实验室。该中心还为其商业客户、政府合作伙伴和学术界提供先进的数据收集技术。

Launcher决定在Stennis测试其3D打印火箭发动机,因为它在测试全尺寸火箭发动机和组件方面的专业知识和灵活性。

Launcher创始人兼首席执行官Max Haot表示:“当我们在自己的测试场地从1000磅推力液体火箭发动机测试扩展到22000磅推力发动机时,我们与NASA Stennis合作,因为我们可以利用惊人的低成本和令人难以置信的设施。”“一开始,我们想知道政府组织是否能够以我们的创业速度和我们的文化工作。

“从那以后,我们一直震惊于与NASA团队合作是多么的伟大和简单,以至于我们给斯坦尼斯E综合体起了个绰号,叫‘火箭发动机测试天堂’。”

8月下旬,“发射器”公司在斯坦尼斯成功完成了火箭发动机推力室组件的5秒高温测试,此前在该基地取得了一系列测试成果。早在2020年10月,该公司就进行了第一次全面点火试验随后,该公司与Velo3D合作,对其3D打印液氧(LOX)涡轮泵进行了一系列测试。

在接下来的几周内,发射器计划对其推力室组件进行更长时间的测试。该公司计划在明年年中对其集成了3D打印涡轮泵的E-2发动机进行全周期、全尺寸测试。

“有时会有一种误解,认为与政府合作代价高昂,”NASA高级项目工程师大卫·“斯基普”·罗伯茨(David“Skip”Roberts)说,他负责监督发射器测试合作伙伴关系。然而,通过选择在Stennis进行测试,Launcher等商业租户可以降低测试风险,加快开发过程,并节省成本。

Launcher决定来到Stennis的主要原因之一是我们的测试基础设施和高压气体设施提供所需推进剂和气体的能力。”

发射器的3D打印涡轮泵组件。
发射器的3D打印涡轮泵组件。照片通过发射器。

扩大与Velo3D的合作关系

Launcher在今年早些时候首次与Velo3D合作优化性能关键型传统液氧涡轮泵的设计E-2火箭发动机内的组件。涡轮泵的关键部件使用Velo3D Sapphire 3D打印系统进行3D打印,包括铬镍铁合金打印的泵出口壳体和铝打印的液氧泵进口壳体。江南平台版江南平台版

今年4月,在Stennis进行了一系列测试,评估了涡轮泵的性能,包括液氮冷流测试(共7次,持续211.2秒)和液氧冷流测试(共8次,持续162.6秒)。

随着测试的成功,Launcher现在正在通过购买第二个能够打印钛的蓝宝石金属AM系统来扩大与Velo3D的合作关系。江南平台版合作伙伴将共同合作3D打印发射器E-2发动机的燃油泵和涡轮壳体部件,第二台蓝宝石机器用于3D打印发动机的轨道压力容器。

Haot表示:“Velo3D真正实现了我们的涡轮泵,包括其3D打印的旋转叶轮,在第一个原型机中,这些叶轮在第一次达到30000 rpm时就完美运转。”“火箭发动机涡轮泵部件通常需要铸造、锻造和焊接。这些过程所需的工具增加了开发成本,并降低了设计迭代之间的灵活性。

“由于Velo3D的零度技术,3D打印涡轮泵的能力,包括旋转铬镍铁合金涂层叶轮,现在可以以更低的成本打印,并通过每个原型之间的迭代增加创新。”

发射器的轨道飞行器推进剂罐打印出铬镍合金使用其第一个Velo3D蓝宝石打印机。照片通过Velo3D。
发射器的轨道飞行器推进剂罐打印出铬镍合金使用其第一个Velo3D蓝宝石打印机。照片通过Velo3D。

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特色图片显示发射器在美国宇航局斯坦尼斯航天中心的E测试中心对其3d打印的engine -2火箭发动机进行了高温测试。图片来源:Launcher/John Kraus Photography

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