南極熊導(dǎo)讀:3D打印技術(shù)可以幫助人類(lèi)更好的開(kāi)拓星際旅行,。目前,許多火箭公司都已經(jīng)在應(yīng)用,。
△Relativity Space3D打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)全周期點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)
南極熊獲悉,,3D打印火箭創(chuàng)業(yè)公司Relativity Space,最快有望在2022年夏季,,發(fā)射首枚全金屬3D打印火箭,。原來(lái)目標(biāo)日期2020年,變更為今年夏季,,比原定計(jì)劃大約晚了18個(gè)月,。如果它這次成功實(shí)現(xiàn)發(fā)射Terran 1(人族1),那就意味著在商業(yè)發(fā)射行業(yè)站穩(wěn)了腳跟,。
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2022-5-28 21:41 上傳
△火箭機(jī)庫(kù)和發(fā)射臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施,,已于2022年4月完工
最新進(jìn)展
Relativity首席財(cái)務(wù)官M(fèi)o Shahzad說(shuō),發(fā)射前的各項(xiàng)測(cè)試已于上周結(jié)束,,火箭將于5月31日從加利福尼亞州長(zhǎng)灘,,運(yùn)到佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角發(fā)射場(chǎng)。
人族1號(hào)可將重達(dá)1000公斤(2204磅)的有效載荷送入預(yù)定軌道,。據(jù)Shahzad稱(chēng),,首次發(fā)射是為了產(chǎn)品演示。雖然還沒(méi)有正式發(fā)射,,但是,,目前已與美國(guó)宇航局和國(guó)防部的創(chuàng)新部門(mén),簽署了后續(xù)發(fā)射合同,。
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△火箭人族1(左)與人族R(右)體積對(duì)比 火箭發(fā)射需求高速增長(zhǎng)
Shahzad表示,公司正在開(kāi)發(fā)的另一款火箭——人族R,,可重復(fù)使用,;同時(shí),對(duì)比人族1號(hào)的有效載荷提高近20倍,,為運(yùn)輸商業(yè)級(jí)衛(wèi)星等重型貨物而研發(fā),。展望未來(lái),鑒于客戶(hù)對(duì)這種大型火箭的商業(yè)需求,,“我們將優(yōu)先考慮Terran R”,。
Relativity公司的員工人數(shù)在過(guò)去兩年中增長(zhǎng)了五倍,達(dá)到近800人,,已從投資者M(jìn)ark Cuban,、Blackrock 、Tiger Global Management LLC和Jared Leto等融資了約13億美元。
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△Terran 1配備9個(gè)Aeon火箭發(fā)動(dòng)機(jī) 技術(shù)優(yōu)勢(shì)(60天造全金屬3D打印火箭)
人族 1發(fā)動(dòng)機(jī)最突出的性能是簡(jiǎn)約性——通過(guò)減少發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室,、點(diǎn)火器,、渦輪泵、反作用力推進(jìn)器和車(chē)輛增壓系統(tǒng)中的零件數(shù)量,,它只有100個(gè)左右的零件,,而大多數(shù)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)通常有數(shù)千個(gè)零件。據(jù)稱(chēng),這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)不用60天就能打印出來(lái),。
△3D打印的Relativity Space Aeon發(fā)動(dòng)機(jī)
Stargate的專(zhuān)利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了全新價(jià)值鏈和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),。 Stargate工廠(chǎng)可以提高改善Terran 1火箭的設(shè)計(jì),生產(chǎn),,質(zhì)量和速度的能力,,優(yōu)勢(shì)包括:
- 零固定工具,減少零件數(shù)量
- 更快的設(shè)計(jì)迭代和零件優(yōu)化
- 實(shí)時(shí)質(zhì)量控制和零件檢查,,在3D打印期間和之后檢查零件,,以確保它們符合最高的均勻度和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
- 傳感器和分析驅(qū)動(dòng)的機(jī)器學(xué)習(xí)
- Relativity開(kāi)發(fā)了多種專(zhuān)為3D打印設(shè)計(jì)的專(zhuān)有合金,以滿(mǎn)足關(guān)鍵任務(wù)性能
金屬3D打印技術(shù),,助力新的火箭制造模式
Relativity建立的星際之門(mén)Stargate工廠(chǎng),,這是第一個(gè)使火箭制造自動(dòng)化的航空航天平臺(tái),垂直集成了智能機(jī)器人技術(shù),、軟件和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的3D打印技術(shù),。
△充分利用3D打印特有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
Stargate工廠(chǎng)整合了世界上最大的金屬3D打印機(jī)和AI驅(qū)動(dòng)的控件,不斷優(yōu)化生產(chǎn),,從而大大提高了質(zhì)量和時(shí)間,,降低了成本,并可以實(shí)現(xiàn)制造以前不可能的產(chǎn)品設(shè)計(jì),。自己即可打印火箭95%的部件,其余僅5%的電纜,、芯片或橡膠部件外購(gòu)。
作為第一家全3D打印火箭應(yīng)用的公司,,人族該1是Relativity第一個(gè)應(yīng)用產(chǎn)品,。該公司宣稱(chēng), 在20年內(nèi),,他們的星際之門(mén)工廠(chǎng)將擴(kuò)展到整個(gè)航空航天領(lǐng)域,。
△一個(gè)全新的價(jià)值鏈:專(zhuān)門(mén)針對(duì)3D打印的設(shè)計(jì)部件→選擇適合的原材料→金屬3D打印成型→達(dá)到低成本、高效率的火箭制造目標(biāo)
△專(zhuān)為Stargate設(shè)計(jì)的高強(qiáng)度合金線(xiàn)材,。旨在滿(mǎn)足關(guān)鍵任務(wù)結(jié)構(gòu)要求的物理性能,、內(nèi)部材料表征實(shí)驗(yàn)室,可快速迭代新合金的開(kāi)發(fā)
△智能控制,,實(shí)時(shí)質(zhì)量控制和零件檢查,,智能數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)制造,,機(jī)器學(xué)習(xí)控制算法,增材減材一體化的金屬3D打印,,可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的幾何形狀
△傳感器與分析,,自動(dòng)化機(jī)器人和路徑規(guī)劃,在制造過(guò)程中捕獲驗(yàn)證和確認(rèn)數(shù)據(jù),,系統(tǒng)架構(gòu)靈活且高度可擴(kuò)展,,基于云的制造模擬和培訓(xùn)
Relativity認(rèn)為,一般來(lái)說(shuō),火箭由有效載荷,、制導(dǎo),、推進(jìn)和結(jié)構(gòu)這四個(gè)主要系統(tǒng)組成。它60年一直依靠大型工廠(chǎng),、固定工具,、復(fù)雜的供應(yīng)鏈和大量的體力勞動(dòng),在2年或更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)制造出包含100000多個(gè)零件的昂貴火箭,。
△最大有效載荷:近地軌道1,250 KG至185 KM ,;太陽(yáng)同步軌道900 kg to 500 km ,700 kg to 1200 km
一級(jí)火箭9個(gè)Aeon 1 發(fā)動(dòng)機(jī),;二級(jí)火箭1個(gè)Aeon Vac發(fā)動(dòng)機(jī),,可重啟。
推力:近地軌道每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)19,500 lbf-vac,,組合175,500 lbf-vac,;太陽(yáng)同步軌道22,500 lbf-vac。
競(jìng)爭(zhēng)激烈的太空業(yè)務(wù)
Relativity采用3D打印技術(shù)生產(chǎn)火箭,,要與其他火箭初創(chuàng)公司和更成熟的航空航天公司,,在激烈的市場(chǎng)中競(jìng)爭(zhēng),如埃隆馬斯克的Space Exploration,、Technologies Corp,、Rocket Lab USA、Virgin Orbit Holdings,、Astra Space和Jeff Bezos的Blue Origin LLC等,。
△Relativity Space的室內(nèi)3D打印技術(shù)
但是,Relativity表示,,鑒于特有的3D打印生產(chǎn)能力,它可以比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更快地制造火箭和滿(mǎn)足客戶(hù)發(fā)射任務(wù),,90%以上的火箭由機(jī)器“打印”,,對(duì)比傳統(tǒng)制造工藝,有效降低了成本,。
Relativity正在將Terran R的開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)移到長(zhǎng)灘機(jī)場(chǎng)附近一家更大的工廠(chǎng),,占地100萬(wàn)平方英尺(93000平方),,波音公司曾在這里制造C-17軍用貨機(jī)。該公司還表示,,未來(lái)希望利用3D打印技術(shù)在火星上建立工業(yè)基地,。
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△Relativity的人族火箭工廠(chǎng)的效果圖
Relativity Space 最近事件時(shí)間表:
> 2021年10月:人族1號(hào)進(jìn)行第一階段測(cè)試,包括防水,、低溫和飛行壓力測(cè)試,;
> 2021年12月:在LC-16完成了“雨鳥(niǎo)”測(cè)試�,!坝犋B(niǎo)”是水系統(tǒng)的一部分,,將用于減輕起飛時(shí)的聲學(xué)影響;
> 2021年12月:在NASA位于密西西比州的斯坦尼斯航天中心,,建造了一個(gè)新的雙艙試驗(yàn)臺(tái),,該公司在那里進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試;
> 2022年1月:完成了第一臺(tái)真空發(fā)動(dòng)機(jī)的完整測(cè)試,,運(yùn)行時(shí)間為310秒,;
> 2022年2月:完成第一架全尺寸飛行器的結(jié)構(gòu)測(cè)試;
> 2022年3月:進(jìn)入第二階段,,從加利福尼亞總部運(yùn)送到Stennis,;
> 2022年4月:完成測(cè)試,在Stennis成功試射60秒,;
> 2022年5月:進(jìn)行運(yùn)輸,,從斯坦尼斯運(yùn)送到佛羅里達(dá)。
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