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发射器与美国宇航局达成测试里程碑,扩展Velo3D火箭发动机制造合作伙伴关系

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美国私营航空公司发射装置在其3D打印的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航天中心.

继今年早些时候在斯滕尼斯(Stennis)为其E-2火箭发动机取得一系列测试成果后,该公司于8月份成功完成了推力室组件热试车。Launcher还从3DD打印机OEM购买了第二套Sapphire 3D打印系统Velo3D能够打印钛,它将利用钛来打印轨道飞行器引擎的压力容器。

Launcher的首席工程师安德烈·伊万科维奇(Andre Ivankovic)说:“与Stennis的世界级团队和设施合作的机会使我们能够在E-2的开发中实现重大里程碑。”。“Stennis团队努力满足我们的测试需求,该设施可以为我们提供大量高压气体和推进剂,以及数据采集系统。

“这些能力对于我们在成为商业租户的第一年实现多个测试活动至关重要。”

发射装置在美国宇航局斯滕尼斯航天中心的E测试中心为其3D打印的Engine-2火箭发动机进行了一次热试车。
发射装置在美国宇航局斯滕尼斯航天中心的E测试中心为其3D打印的Engine-2火箭发动机进行了一次热试车。

用3D打印优化火箭发动机

Launcher成立于2017年,目标是创造能够将小型卫星送入太空的高效、成本最优的火箭。在收到一个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,在海平面上产生22000磅的推力。该引擎将为该公司的发射器轻型运载工具提供动力,该运载工具将在2024年首次发射时能够向近地轨道(LEO)运送高达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,据报道这是同类中最大的高860毫米,3D打印在一件单件上。据发射器称,该舱将产生最大的推力,产生最低的推进剂消耗,并提供更低的成本每磅推力在小型卫星发射级。

发射装置的E-2发动机是用高性能铜合金3D打印的,设计时需要更少的推进剂才能进入轨道。该公司希望这将使每枚火箭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。照片通过AMCM。

测试执行

斯滕尼斯空间中心是美国领先的火箭推进试验设施,配备有专门的基础设施、低温推进剂、高压气体设施和实验室。该中心还向其商业客户、政府合作伙伴和学术界提供先进的数据收集技术。

由于其在测试全尺寸火箭发动机和部件方面的专业知识和灵活性,Launcher决定在Stennis测试其3D打印火箭发动机。

发射装置创始人兼首席执行官马克斯·豪特(Max Haot)说:“我们在自己的试验场地进行了1000磅推力液体火箭发动机试验,到了22000磅推力发动机的规模,我们与NASA Stennis结成了伙伴,因为我们可以利用令人惊讶的低成本和难以置信的设施。”。“一开始,我们想知道政府机构是否能够以我们的创业速度和我们的文化开展工作。

“从那时起,我们一直震惊于与美国宇航局团队合作是多么的伟大和容易——以至于我们给Stennis E complex起了个绰号‘火箭发动机测试天堂’。”

8月下旬,在现场取得一系列测试成果后,该发射器在斯滕尼斯成功完成了火箭发动机推力室总成的五秒钟热试车。早在2020年10月,该公司就进行了第一次全面试射随后,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。

在未来几周内,发射器计划对其推力室组件进行持续时间更长的测试。该公司计划在明年年中对集成了3D打印涡轮泵的E-2发动机进行全面测试。

“有时会有一种误解,认为与政府合作是昂贵的,”David“Skip”Roberts说,他是NASA的高级项目工程师,负责监督发射装置测试合作关系。“然而,通过选择在Stennis进行测试,Launcher这样的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交付所需推进剂和气体的能力。”

发射器的3D打印涡轮泵总成。
Launcher的3D打印涡轮泵组件。照片通过发射器。

扩大与Velo3D的合作伙伴关系

今年早些时候,Launcher首次与Velo3D合作优化性能关键的传统LOX涡轮泵的设计E-2火箭发动机的部件。涡轮泵的关键部件使用Velo3D Sapphire 3D打印系统进行3D打印,包括由Inconel打印的泵出口外壳和由铝打印的LOX泵进口外壳。

四月份,该涡轮泵在Stennis进行了一系列测试,包括液氮冷流测试(共7次测试,持续时间为211.2秒)和液氧冷流测试(共8次测试,持续时间为162.6秒)。

随着测试的成功,Launcher现在正在通过购买第二套能够打印钛的蓝宝石金属AM系统来扩大与Velo3D的合作关系。合作伙伴将共同工作,3D打印发射器的E-2发动机的燃油泵和涡轮外壳部分,第二个蓝宝石机器用于3D打印发动机的轨道飞行器压力容器。

Haot说:“Velo3D确实为我们的涡轮泵提供了良好的性能,包括3D打印的旋转叶轮,所有这些都在第一次使用原型时以30000 rpm的转速完美运行。”“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。

“3D打印我们的涡轮泵的能力,包括旋转的Inconel带冠叶轮,得益于Velo3D的零度技术,使其以更低的成本成为可能,并通过每个原型之间的迭代增加了创新。”

发射装置的轨道推进剂箱由因科内尔打印,使用其首个Velo3D蓝宝石打印机。通过Velo3D照片。
发射装置的轨道推进剂箱由因科内尔打印,使用其首个Velo3D蓝宝石打印机。通过Velo3D照片。

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特色的图像显示发射装置在美国宇航局斯滕尼斯航天中心的E测试中心为其3D打印的Engine-2火箭发动机进行了一次热试车。

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