SLM-технология бьет рекорды: напечатан самый большой ракетный двигатель +28





Ракета Prime компании Orbex. Фото: Orbex

Производитель металлических аддитивных установок SLM Solutions изготовил для британской аэрокосмической компании Orbex двигатель, который назван самым большим в мире ракетным двигателем, созданным с помощью 3D-печати».

Двигатель для коммерческой орбитальной ракеты-носителя Prime был напечатан на 3D-принтере как цельнометаллическое изделие и будет использоваться для доставки на орбиту небольших спутников. Ракета Prime была недавно официально представлена в ходе церемонии открытия нового головного предприятия Orbex в Форресе (Шотландия), созданного при поддержке фонда Европейской комиссии Horizon 2020, Космического агентства Великобритании (UKSA) и других частных и общественных организаций.

На торжественной церемонии Грэм Тернок, исполнительный директор UKSA, заявил: «Новый проектный комплекс Orbex – еще один шаг Великобритании к самостоятельным коммерческим запускам ракет. Это укрепление ее лидерских позиций в Европе в глазах тех, кто устремляет свой взор на орбиту Земли и за ее пределы в поиске новых возможностей».



Исполнительный директор Космического агентства Великобритании Грэм Тернок выступает на официальной презентации ракеты Prime. Фото: Orbex

От безвестного стартапа до инвестиций в 40 миллионов долларов


Orbex была основана в 2015 году с целью вывода на земную орбиту коммерческих аппаратов формата «кубсат» – небольших спутников с массой в несколько килограммов. Компания работала «в режиме невидимости» до июля 2018, когда она объявила о привлечении частного и государственного финансирования в размере 30 млн фунтов стерлингов (40 млн долларов США). Тогда же была официально подтверждена информация о том, что UKSA предоставит Orbex возможность производить запуски с космодрома в Сазерленде, используя его совместно с американским конкурентом – компанией Rocket Lab.

Благодаря 3D-печати Prime стала на 30% легче и на 20% эффективнее по сравнению с любой другой ракетой-носителем этой категории

Легкая ракета-носитель Prime от Orbex заправляется жидким кислородом и пропаном – газом, который является нетоксичной и более дешевой альтернативой водороду. Как и у многих других современных ракет, разгонный блок Prime рассчитан на многократное использование, что снижает объем отходов, возникающих в процессе запуска.

Ракета Prime высотой 19 м и диаметром 1,3 м способна доставлять полезную нагрузку в 150 кг на высоту до 500 км. В этом отношении она сопоставима с ракетой Electron компании Rocket Lab, полезная нагрузка которой составляет от 150 до 225 кг, однако следует учесть, что в этих двух ракетах используются разные виды топлива.

3D-печать двигателя для ракеты Prime


Двигатель для ракеты Prime был напечатан компанией SLM Solutions на крупноформатном 3D-принтере SLM 800. Камера построения SLM 800 имеет размер 260x500 мм и позволяет печатать детали высотой до 800 мм – то, что необходимо для двигателя Orbex.



Крупный план двигателя ракеты Prime, напечатанного как единое целое. Фото: Orbex

Двигатель был изготовлен из никелевого сплава, и аддитивный способ производства позволил Orbex затратить на 90% меньше времени и сократить расходы более чем на 50% по сравнению с традиционной обработкой на станках с ЧПУ. Кроме того, по мнению специалистов, такой способ изготовления двигателя дал возможность сделать ракету Prime «на 30% легче и на 20% эффективнее по сравнению с любой другой ракетой-носителем этой категории». На этапе разработки концепции стратегический инвестор Orbex – компания Elecnor Deimos Space продемонстрировала, что масса ракеты Prime составляет всего 18 тонн.

Один из ключевых факторов в процессе производства двигателя – 3D-печать металлом в виде цельного изделия, что существенно повышает его общую надежность в силу отсутствия каких-либо стыков и швов. Рассказывая о процессе создания двигателя, Лукас Панкевич, специалист SLM Solutions по применению 3D-печати, отмечает: «Мы стремились оправдать ожидания команды Orbex в отношении качества и сделать двигатель пригодным для аддитивного производства без ущерба для его функциональности. При подготовке данных была индивидуально настроена каждая поддерживающая структура, чтобы обеспечить наилучшее качество в каждой секции двигателя, учитывая, помимо прочего, процесс постобработки».

Ждем запуска в 2021 году!


В индустрии частных космических запусков появляется все больше конкурентов, которые спешат занять место лидера на коммерческом рынке. Стремясь снизить уровень затрат и разрабатывать новые, облегченные конструкции, многие производители в этой сфере прибегают к использованию 3D-принтеров для производства двигателей. Так, 3D-печать использовалась при создании двигателя Superdraco компании Space X, двигателя AR1 (Aerojet Rocketdyne), двигателя Rutherford (Rocket Lab) и отдельных деталей двигателей серии BE компании Blue Origin.

Первый запуск ракеты Orbex Prime с напечатанным на 3D-принтере двигателем запланирован на 2021 год – это будет вывод экспериментальной полезной нагрузки для компании Surrey Satellite Technology, являющейся лидером в области применения 3D-печати.

Выступая на церемонии официального представления ракеты Prime, Крис Лармор, генеральный директор Orbex, отметил: «Сегодня компания Orbex сделала несколько больших шагов вперед, создав нечто уникальное для Европы — хорошо финансируемый частный проект по запуску микроспутников, за которым стоят отличные производственные возможности, тесное сотрудничество с промышленными предприятиями и быстрый рост числа коммерческих клиентов».

Перевод с английского. Оригинал этого материала на сайте 3dprintingindustry.com

Вы можете помочь и перевести немного средств на развитие сайта



Комментарии (12):

  1. Sly_tom_cat
    /#20032088 / +1

    Показали бы лучше испытания.
    Напечатать «самый большой» то это одно — вот какие будут характеристики?

  2. teecat
    /#20032712

    У нее бОльшая часть сопла неохлаждаемая? Тоесть температуры относительно невелики?

  3. igormich88
    /#20032842

    Больше чем F-1?

  4. SomaTayron
    /#20034068

    Не совсем ясно, где выигрыш.

    Electron 250 кг на НОО, 12,55 тонны
    Если у Prime 150 кг на НОО и «всего 18 тонн» — то это как бы скорее шаг назад в эффективности — в 1,5 раза тяжелее и на 60% ниже ПН. Может что то с параметрами перепутано?

    • shedir
      /#20034278

      У Prime 150 кг на солнечно-синхронную 500 км. У Electron'а те же 150 кг на ту же солнечно-синхронную 500 км. И у британцев предполагается многоразовая первая ступень.

      • SomaTayron
        /#20036518

        Ну, по тексту это просто не указано. Да и на этой презентации все же демонстрировали вторую, а не первую ступень.
        Это ни в коем виде не к автору статьи претензия — на самом сайте разработчика вообще пусто, одна рекламная вода и никаких параметров orbex.space/our-vehicle
        Просто впервые про нее в феврале читал, еще на iXBT и на nasaspaceflight.com, но с тех пор никаких деталей так и не появилось.
        Скажите, а про многоразовость первой ступени вы где прочли? Да, это топливо позволяет многократные включения движка, но вроде как о посадке ступени вообще не слышно было от них, как заявляли — только ради экологичности

        • shedir
          /#20036992

          разгонный блок Prime рассчитан на многократное использование

          Прямо здесь и прочитал :)
          А так, да, особых подробностей нет. CEO Orbex'а упоминал о том, что первая ступень будет садиться на воду, но никаких технических деталей.

          • SomaTayron
            /#20037236

            Так разгонный блок это не первая ступень, а вторая, доводящая до целевой орбиты. Или это не точный перевод и подразумевался не разгонный блок, а стартовые ускорители?

            • shedir
              /#20037732

              «A large part of the stage 1 will be reusable,» Larmour told Space.com. «Certainly the engine pack of the stage 1 is a huge part of the cost of the vehicle. If we can get that back, that’s a significant saving.»

              • SomaTayron
                /#20038102

                Ну, тогда получается что по первой ступени речь не о многоразовой ступени, а скорее о рассмотрении возможности спасения двигателя. Часть ступени (и ниже пояснение, что хотели бы спасти двигатель) это не посадка самой ступени. Может хотят отстрелить двигатель и запенить для посадки на воду, может еще что то.

  5. Radiohead72
    /#20034296

    Интересно было-бы посмотреть на форсуночную головку этого двигателя. Даже не представляю как ее можно «напечатать» вместе с камерой сгорания. Либо форсуночной головки там вообще нет, а вместо нее что-то гораздо более простое и менее эффективное.

  6. Gozdi
    /#20035692

    Самые большие детали, публично показывает Китай. Можно только гадать, что делается не-публично.
    Например https://www.3ders.org/articles/20130529-china-shows-off-world-largest-3d-printed-titanium-fighter-component.html