帶有3D打印部件的獵戶(hù)座載人飛船推進(jìn)器系統(tǒng)測(cè)試成功

Aerojet Rocketdyne 最近完成了增強(qiáng)型反應(yīng)控制推進(jìn)器系統(tǒng)的鑒定測(cè)試，這個(gè)推進(jìn)器系統(tǒng)將專(zhuān)門(mén)用于NASA 獵戶(hù)座太空船載人模塊,，其中的發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴延伸部分是采用3D打印技術(shù)制造的。Aerojet Rocketdyne 稱(chēng)這是有史以來(lái)第一次將增材制造的零件安裝在載人航天器上,。

圖片來(lái)源：engadget

block 更高設(shè)計(jì)自由度,，縮短制造時(shí)間

獵戶(hù)座太空飛船是NASA的新型宇宙飛船，是由洛克希德·馬丁公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和建造的飛船,。飛船由兩個(gè)飛行器構(gòu)成,，它們分別是：載人探測(cè)飛船（CEV）和貨物運(yùn)載火箭（CLV）,。獵戶(hù)座飛船內(nèi)部空間比阿波羅飛船大2.5倍，最多可容納6名宇航員,。

Aerojet Rocketdyne 宣布獵戶(hù)座太空飛船的反應(yīng)控制推進(jìn)器系統(tǒng)測(cè)試已獲成功,，這意味著飛船的載人模塊能夠安全地重新進(jìn)入地球大氣層。同時(shí),，這次測(cè)試的成功也為獵戶(hù)座太空飛船做第二次試飛掃平道路,。這次測(cè)試也是對(duì)月軌內(nèi)空間的第一次任務(wù)-探索任務(wù)-1（EM-1）。

圖片來(lái)源：NASA

在NASA的太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）火箭的首次飛行中,，獵戶(hù)座被發(fā)射至月球,，反應(yīng)控制推進(jìn)器對(duì)于獵戶(hù)座太空飛船在完成EM-1探索任務(wù)后安全返回地球和未來(lái)飛行任務(wù)都至關(guān)重要。

Aerojet Rocketdyne 采用了3D打印/增材制造工藝來(lái)制造反應(yīng)控制推進(jìn)器系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴延伸部分,。Aerojet Rocketdyne 表示,，這些3D打印部件標(biāo)志著載人航天器將首次使用增材制造的零件。

根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察,，Aerojet Rocketdyne 采用3D打印技術(shù)的原因是為推進(jìn)器部件獲得更高的設(shè)計(jì)自由度,，并且縮短部件的制造時(shí)間。

Aerojet Rocketdyne 在位于華盛頓州雷德蒙德的工廠里,，進(jìn)行了為期一年的資格測(cè)試項(xiàng)目,。在測(cè)試中，單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)受到的沖擊和振動(dòng),，已經(jīng)超過(guò)了預(yù)期EM-1發(fā)射時(shí)的最大應(yīng)力,；與EM-1 反應(yīng)控制系統(tǒng)飛行發(fā)動(dòng)機(jī)相同的生產(chǎn)批次中抽出了非飛行試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)試，在試驗(yàn)計(jì)劃期間燃燒了619 磅的推進(jìn)劑,，累計(jì)總?cè)紵龝r(shí)間為962秒,。Aerojet Rocketdyne 遵循了嚴(yán)格的資格測(cè)試計(jì)劃，并相信這種增強(qiáng)的反應(yīng)控制系統(tǒng)已準(zhǔn)備就緒,。

獵戶(hù)座太空船載人模塊在與其服務(wù)模塊分離后,，反應(yīng)控制系統(tǒng)是引導(dǎo)其準(zhǔn)備重新進(jìn)入大氣和隨后降落的唯一方法。該系統(tǒng)由12個(gè)MR-104G肼推進(jìn)器組成,，每個(gè)推進(jìn)器的推力為160磅,，該系統(tǒng)還將確保航天器正確定位（其隔熱罩向下方）以便重新進(jìn)入，并在下降過(guò)程中保持穩(wěn)定,。

EM-1 反應(yīng)控制系統(tǒng)推進(jìn)器的設(shè)計(jì)是建立在2014年Exploration Flight Test-1任務(wù)中經(jīng)過(guò)飛行驗(yàn)證的發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上的,，增強(qiáng)型系統(tǒng)具有更強(qiáng)的結(jié)構(gòu)，更高的抗熱應(yīng)力和更小的重量,。改進(jìn)的制造過(guò)程更新了系統(tǒng),，以應(yīng)對(duì)變化的負(fù)載，并最終提高負(fù)載。在EM-1探索任務(wù)中,，一枚未經(jīng)摧毀的獵戶(hù)座太空飛船將發(fā)射到月球周?chē)�的遙遠(yuǎn)逆行軌道,，然后返回地球。接下來(lái),，是執(zhí)行EM-2探索任務(wù),，在此期間獵戶(hù)座將搭載宇航員在月球附近飛行。

除了反應(yīng)控制系統(tǒng)之外,，Aerojet Rocketdyne 還為太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）火箭提供主級(jí)和上級(jí)液體發(fā)動(dòng)機(jī),，以及拋棄式發(fā)動(dòng)機(jī)，拋棄式發(fā)動(dòng)機(jī)在激活SLS第二級(jí)后不久將獵戶(hù)座的發(fā)射中止系統(tǒng)與機(jī)組模塊分開(kāi),。同時(shí),，Aerojet Rocketdyne還為獵戶(hù)座的歐洲服務(wù)模塊（ESM）提供輔助推進(jìn)器，并支持NASA領(lǐng)導(dǎo)的修改航天飛機(jī)OMS-E發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目,。

根據(jù)市場(chǎng)觀察,，獵戶(hù)座天空飛船上使用的3D打印部件，是Aerojet Rocketdyne 在航天器中應(yīng)用增材制造技術(shù)的“冰山一角”,。此前,，Aerojet Rocketdyne 已有多種通過(guò)金屬3D打印技術(shù)制造的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)部件通過(guò)了測(cè)試。例如：

2018年10月,，Aerojet Rocketdyne 宣布其為美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）和美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）制造的新型高超音速發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)成功通過(guò)測(cè)試,。通過(guò)測(cè)試的發(fā)動(dòng)機(jī)為“新型雙模式?jīng)_壓式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)/超燃沖壓（DMRJ）發(fā)動(dòng)機(jī)”，Aerojet Rocketdyne,，將以往取得的成果與他們?cè)?D打印/增材制造方面取得的進(jìn)步相結(jié)合,，使制造下一代高超音速推進(jìn)系統(tǒng)成為現(xiàn)實(shí)。

2017年4月,，Aerojet Rocketdyne 宣布其全尺寸的3D打印銅合金推力室部件點(diǎn)火測(cè)試成功,。根據(jù)3D科學(xué)谷的了解，3D打印技術(shù)是Aerojet Rocketdyne 優(yōu)化RL10發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)“殺手锏”,，在新一代RL10發(fā)動(dòng)機(jī)研制過(guò)程中,，Aerojet Rocketdyne 使用粉末床選擇性激光熔化3D打印技術(shù)制造了銅合金推力室部件。

2015年3月,，Aerojet Rocketdyne公司在其薩克拉門(mén)托測(cè)試中心成功完成了對(duì)其AR1增壓發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部件的熱點(diǎn)火測(cè)試。AR1火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的單沖量（single-element）主噴油嘴是完全使用3D打印機(jī)制造的,。

AR1火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的單沖量（single-element）主噴油嘴是完全使用3D打印機(jī)制造的,。AR1是一款正在開(kāi)發(fā)中的50萬(wàn)磅推力級(jí)的液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，美國(guó)希望用它來(lái)替代俄羅斯的RD-180發(fā)動(dòng)機(jī),。噴射器是用選擇性激光熔化（SLM）技術(shù)制造的,，3D打印被證明能夠以與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比很低的成本快速制造出復(fù)雜的發(fā)動(dòng)機(jī)零部件。僅在主噴射器一項(xiàng),，3D打印就把零部件的交貨時(shí)間減少了9個(gè)月,，并降低了70%的成本,。

來(lái)源：3D科學(xué)谷