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Tech breakthroughs make new Prometheus rocket engine ten times cheaper

The next generation of spacecraft, looking beyond 2030, will be powered by a rocket engine using breakthrough technology.

Prometheus是液体氧(LOX) - 甲烷发动机。它可以重复使用,比氢替代品便宜,并且正在开发,以大大降低火箭生产的成本。

发动机的原型制作开始于2015年,利用金属3D打印方法。它的前身是卢卡因2.1模型(从2014年起)是由当时称为SNECMA的公司开发的,现在称为Safran。拨孔包含3D打印的结构组件。

Made by GKN Aerospace, the rocket nozzle of Vulcain 2.1 is the first of its kind to be manufactured using laser welding and laser metal deposition additive manufacturing. The nozzle is a whopping 2.5 meters in diameter.

The 3D printed GKN Ariane 6 nozzle.
The 3D printed GKN Ariane 6 nozzle.

The Ariane 6 SWAN nozzle was delivered last week to Airbus Safran Launchers. Next year GKN plan to open a dedicated manufacturing center of excellence in Trollhättan, Sweden.

2004年的Volcain 2引擎和测试射击。通过SNECMA的照片
2004年的Volcain 2引擎和测试射击。通过SNECMA(现为Safran)的照片

基于技术开发了超过六代发动机的技术,Prometheus被倾斜是第一个充分利用3D打印提供的设计复杂性的引擎。

与欧洲航天局的合作伙伴关系

阿里安格鲁普(Arianegup)是由领先的航空航天公司空中客车公司和萨弗兰(Safran)同样拥有的火箭建筑商联盟,已赢得了欧洲航天局(ESA)的合同,以开发普罗米修斯。该项目的预算超过8000万欧元。

其目标是将生产成本降低到仅100万欧元,而同类发动机的成本约为1000万欧元该公司将3D打印视为关键生产方法之一。This is bolstered by the addition of strategic partners including Italian aerospace company Avio and GKN Aerospace of Sweden. Both enterprises are active in the application of additive manufacturing for end-user parts.

准备升空

Arainegroup与ESA的合同在最近的2017年巴黎航空展上签署。

Also at the Paris Air Show,Renishaw,Safran,DassaultSystèmes,波音和梁在增材制造中展示了进步。

Arguably a star of the show was the CFM International LEAP engine. The LEAP engine – built under a joint venture between GE and Safran – features 19 3D printed fuel nozzles. CFM took$27 billon in orders during the bi-annual aerospace event.

Arianegroup在展览会上的展览包括上一代Ariane重型升降机发射车的车型。最新的Ariane 5火箭由沃西恩提供支持,最近是今年第六次从法属圭亚那的圭亚那航天中心发射。

Arianespace航班VA237 / VIASAT-2和Eutelsat 172B发布的快照,2017年6月1日。屏幕截图通过:YouTube上的Arianespace
Arianespace航班VA237 / VIASAT-2和Eutelsat 172B发布的快照,2017年6月1日。屏幕截图通过:YouTube上的Arianespace

Flight critical 3D printing for rockets

In 2016, Charmeau建议普罗米修斯“有一天”在Ariane 6中找到使用,计划于2020年发射。宣布与ESA的合作伙伴关系,Arianegup的首席执行官Alain Charmeau解释说,

该签署强调了我们现在为2030年以后的欧洲发射器的未来做准备的决心,同时竭尽全力确保Ariane 6在2020年进行Ariane 6的首次飞行。基于持续的竞争力和创新的这两种方法是完全互补的。

尽管所使用的方法的进一步细节已经包含在包裹之下,但在火箭发动机内使用的高压力金属组件已经使用了几家商业航空航天公司的3D打印。

For example, theSpaceX的Superdraco发动机中的安全推进器是3D打印的。空间X’s first passenger flight scheduled for 2018.

上个月,新西兰成功推出了火箭实验室的电子3D打印的卢瑟福引擎。Furthermore, Aerojet Rocketdyne’s RL10 rocket has3D打印的推力室。

RL10火箭发动机用3D打印的铜推室进行了测试。通过Aerojet Rocketdyne图像。
RL10火箭发动机用3D打印的铜推室进行了测试。通过Aerojet Rocketdyne图像。

仍然是“在全球竞赛中获得太空”

鉴于Arainegroup成员的专业知识,3D打印很可能在Prometheus Engine的开发中发挥重要作用。

Working with electron beam melting (EBM) technology from Arcam,Avio,也产生了high pressure turbine blades used in the GEnX jet engine series.

如前所述,Safran在与GE进行LEAP发动机生产的合资企业, and have recently extended their access to advanced manufacturing technology with aninvestment in Prodways

GKN最近测试了3D打印的钛光学冰探测器(OID)探针和Airbus are using additive manufacturingfor the forthcoming Beluga XL and A330neo airplanes.

查莫补充说,详细阐述了普罗米修斯的生产

The engine is indeed a vital element of the launcher. Preparing the technological breakthrough resulting in an engine about 10 times less costly to build than the current Vulcain®2 engine will allow us to remain in the global race for access to space I therefore thank ESA and its member States for their contribution to the development of tomorrow’s European technology.

除3D打印外,该公司还计划利用“predictive maintenance and digital control”为了成功,引擎的新设计。

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特色图像:2016年11月推出Ariane 5火箭,由液态氧甲烷脉搏发动机提供动力。通过Arianegroup的照片