NASA用3D打印出火箭发动机涡轮泵,有望用于火星探测

当地时间4月22日,美国宇航局(NASA)对外宣布,成功测试了一款3D打印的以液态甲烷为燃料的火箭发动机涡轮泵。3D打印允许NASA在制造涡轮泵时少使用约45%的组件,同时让快速设计、制造和测试两种不同设计的火箭发动机涡轮泵成为可能。
科学家们认为,液态甲烷是NASA登陆火星计划中航天器的理想发动机推进剂。
3D打印,不太可能会替代大规模金属敲击的生产工艺。但对于定制应用,即使是那些必须完成的超高难度工程要求,3D打印则能出人意料的完成。例如一次性制造机器零部件,其中复杂的结构,通过3D打印能更容易完成,同时对材料的浪费也更少。
“这让我们能看到测试数据,根据数据来修正部件或测试标准,迅速改变生产再返回来测试。”负责本次测试的马歇尔太空飞行中心推进工程师尼克·凯斯(Nick Case)说,“这会加速整个设计、开发与测试过程,让我们能以更少的风险和成本努力改革设计。”
在满功率测试中,这款3D打印的涡轮泵功率可达600马力,燃料泵每分钟可循环运转36000次并输送出600加仑的液态甲烷,足以驱动可产生22500磅推力的火箭发动机。

NASA用3D打印出火箭发动机涡轮泵,有望用于火星探测插图

马歇尔太空飞行中心工程师格格雷厄姆·纳尔逊(Graham Nelson)表示,液态甲烷燃料和3D打印是包括火星探测在内,NASA未来的太空探索核心所在,而这项测试会同时推动两种技术的进步并提高NASA未来执行太空探索任务的能力。
作为火箭燃料,液态甲烷的需冷却到零下159摄氏度,而液态氢则需要被冷却到零下240摄氏度。液态甲烷温度更高就意味着它汽化得更慢,因此更容易存储更长的时间,有利于长时间的太空旅行。此外,当下的技术条件使得人们可以用二氧化碳来制造甲烷火箭燃料,而二氧化碳在火星大气中的含量非常丰富。
“3D打印使得我们能经济地打造出两个涡轮泵(一个使用液态甲烷,一个使用液态氢),并能很快地将它们放到测试台上获得结果。下一步,我们将与去年进行测试的液氢配置涡轮泵一起,在相同条件下,对3D打印的液态甲烷涡轮泵进行测试。”凯斯说。
对于改进火箭设计、完成深空任务来说,3D打印、增材制造成为了关键技术。为了降低未来发动机的制造复杂性、节约时间、减少制造组装成本的目的,目前NASA的工程师们正在不断测试越来越复杂的推进器、火箭喷管及其他零件。
除了降低制造成本,提高生产效率外,3D打印在太空中还有更大用武之地:紧急解决问题。大家还记得汤姆·汉克斯主演、取材自真实故事的《阿波罗13号》吗?
1970年,由于氧气罐爆炸,载人登月飞船“阿波罗13号”的3名航天员不得不中途紧急返回地球。致命的是,爆炸中飞船里用以过滤二氧化碳的氢氧化锂过滤器也坏了,日渐升高的二氧化碳时刻威胁着3名航天员的生命。尽管当时飞船上有备用过滤器,却只够用2天,而宇航员要安全返回,需要4天的时间。
在此危急关头,NASA地面指挥部只能根据宇航员提供的飞船中所剩材料清单,集体攻关,在地面一比一设计、组装和一个连接装置,并将制造方案发送给宇航员,最终帮助他们渡过难关,成功降低了二氧化碳浓。

NASA用3D打印出火箭发动机涡轮泵,有望用于火星探测插图2

如果当时阿波罗13号有一台3D打印机,相信这一切会简单很多,复杂的技术攻关或许将简化为一张图纸的数据传输,宇航员可以在太空中打印出自己需要的零部件。
事实上,NASA已经将此付诸实际。今年3月,美国轨道ATK公司的“天鹅座”货运飞船就向国际空间站送去了一台新版3D打印机。美国航天局2014年曾给空间站送去一台3D打印机,此次送去的是该打印机的升级版本,大小是老版本的两倍,能打印更大尺寸的零件与设备。

文章来源:互联网采集

版权声明:
1.本站除原创教程外,所有资源来源于用户上传和网络,仅供用户学习之用!您必须在下载后的24个小时之内,从您的电脑中彻底删除本站内容资源!本站资源如有侵权,请邮件联系站长![email protected]
2.如果你也有好的3D打印、三维逆向资源(包括但不限于模型,软件,教程等),可以联系客服(侧边栏图标),分享有积分奖励和额外收入!
3.本站提供的软件、插件等等其他资源,都不包含技术服务请大家谅解!
4.如有链接无法下载、失效或广告,请联系管理员处理!
5.本站资源售价只是赞助,收取费用仅维持本站的日常运营所需!
6.本站不保证所提供下载的资源的准确性、安全性和完整性,请谅解!
7.如用于商业或者非法用途,与本站无关,一切后果请用户自负!本站不承担任何法律责任!
8.如遇到加密压缩包,默认解压密码为“www.108ba.com”,如遇到无法解压的请联系管理员!
9.本站用户投稿资源均有【用户投稿】前缀,本站不能保证用户投稿资源的安全性和准确性,请酌情下载!本站官方资源均没有【用户投稿】前缀,后面理应加上编号,请放心下载,如有任何问题请联系站长。
10.本站不接受任何形式的转载或盗取,一经发现,后果自负!
11.以上所有内容,3D资源巴均拥有再编辑权和最终解释权,请用户悉知。
3D资源巴 » NASA用3D打印出火箭发动机涡轮泵,有望用于火星探测

发表评论