Проект «Экспансия»: 3D-печать смесевого ракетного топлива +77


Для начала видео.

3D-печать смесевого ракетного топлива — мы сделали это. Спустя сотню экспериментов, несколько волн отчаяний и стадий принятия неизбежного. Сделали и запатентовали.

Разработанная технология аддитивного производства твердотопливных зарядов (ТТЗ) из смесевого ракетного топлива (СРТ) для твердотопливного ракетного двигателя (РДТТ), методом FDM-печати включает в себя: специальный состав СРТ с требуемыми энергетическими и эксплуатационными параметрами, сам 3D-принтер послойного синтеза для печати ракетного топлива, а также несколько сопутствующих технологий.

Зачем вообще все это нужно?

Да затем, чтобы «задисраптить» ракетно-космическую отрасль, и в частности «задисраптить» твердотопливное ракетостроение, которое составляет 99,9% от всего ракетостроения, и которое ныне страдает многими недостатками (болями), присущих текущей технологии создания ТТЗ.

Во-первых, 3D-печать лишена всех недостатков современных технологий изготовления ТТЗ. Производство полимерных смесевых твердых топлив для ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ) сегодня представлено литьем (вакуумным и под давлением) и прессованием через матрицу. Литью характерны все дефекты реологического характера: объемная усадка, проушины, заливы, и т.д.; а у прессования есть строгое ограничение геометрических параметров ТТЗ и дополнительные операции в технологическом процессе, связанные с обеспечением безопасности. После литья и прессования ТТЗ, как правило, подвергается механообработке, в большинстве случаев ручной. В целом, у текущих технологий изготовления ТТЗ после процесса полимеризации и охлаждения есть немалая доля брака, связанная с растрескивание изделия. Плюс необходимость в огромной номенклатуре технологической оснастки как для формования каналов горения (профилированные иглы, многосоставные иглы, пальцы, и т.д.). так и дополнительной оснастки для обеспечения герметичности техпроцесса (вкладыши, манжеты, уплотнительные кольца), предохраняющей от попадания жидкой массы взрывоопасного топлива в элементы стыковых соединений. Также необходимо дополнительное усиление корпуса изделия из-за больших внутренних нагрузок на него во время полимеризации и охлаждения, следствием чего, является паразитная масса. Еще одним минусом является время — вместе с контрольными операциями полимеризация может отнять до полутора месяцев. 3D-печать СРТ лишена подобных недостатков.

Во-вторых, однотипность и негибкость производства ТТЗ. У каждой прикладной задачи, решаемой летательным аппаратом с РДТТ имеются свои энергетические параметры: у высокоэнергетических ракетных бустеров и метеорологических ракет различные законы изменения тяги по времени работы двигателя, поэтому для изготовления ТТЗ для бустеров свой техпроцесс, а для метеорологических ракет — свой, т. е. требуется специализация производства, со всеми вытекающими отсюда экономическими трудностями. Управление свойствами ТТЗ в каждой точке его объема с помощью 3D-печати позволяет создавать различные ТТЗ с узко настраиваемыми энергетическими характеристиками и разных габаритов на относительно небольшой производственной площади под каждую конкретную задачу.

В-третьих, в общем случае площадь поверхности горения ТТЗ:

где П(x) — периметр поверхности горения в сечении, перпендикулярном продольной оси заряда.

То есть для того, чтобы увеличить площадь поверхности горения ТТЗ, от которой зависит давление РДТТ, и как следствие, тяга, необходимо увеличить криволинейность профиля поперечного сечения ТТЗ. На рис. 1 показан ТТЗ со сложным профилем, напечатанный на нашем 3D-принтере.

Существующие технологии производства твердотопливного заряда (ТТЗ) ограниченны в создании сложно профилированных ТТЗ, что ограничивает энергетические характеристики РДТТ. Для усложнения криволинейности профиля поперечного сечения ТТЗ необходима широкая линейка технологической оснастки.

Еще на заре космонавтики, инженеры разработали ряд сложных форм ТТЗ (Рис. 2), но технологически могли их реализовать только как экспериментальные образцы. Поэтому, в силу относительной простоты изготовления, самым распространенным видом профиля поперечного сечения для заряда РДТТ на сегодняшний день является полый цилиндр с круглым отверстием по центру, характерным примером которого является твердотопливный ускоритель Space Shuttle System (Рис. 3). К слову, даже с такой простой геометрией канала горения, «боковушка» Space Shuttle является самым мощным ракетным двигателем в истории человечества. А что будет если сделать в таком же форм-факторе чуть более сложный профиль с помощью 3D-печати?

Рис. 1 — Пример сложного профиля ТТЗ, напечатанного на нашем 3D-принтере
Рис. 1 — Пример сложного профиля ТТЗ, напечатанного на нашем 3D-принтере
Рис. 2 — Зависимость профилей тяги от кривизны канала горения ТТЗ
Рис. 2 — Зависимость профилей тяги от кривизны канала горения ТТЗ

Рис. 3 — «Боковушка» Space Shuttle
Рис. 3 — «Боковушка» Space Shuttle

В-четвертых, 3D-печать сама по себе технология максимально роботизированная. Для 3D-печати нет необходимости в большом количестве рабочих для того, чтобы собирать/разбирать многочисленные технологические штыри, иглы и оправки; отмывать бак смешения; обрезать лишнее топливо, и т.д. Следовательно, эта технология намного безопаснее. Уровень ручного труда при литье топлива можно оценить по этому прекрасному видео.

В-пятых, аддитивные технологии производства позволяют цифровизировать техпроцесс изготовления ТТЗ, что позволит в свою очередь, впервые внедрить адаптивные бизнес-процессы третьей волны в ракетно-космическую отрасль.

Само по себе управление сопряжением каждой точки объема ТТЗ путем послойного синтеза делает возможным и экономически оправданным широкое применение технологии «цифрового двойника», элементов IoT и машинное обучение для качественного улучшения производственного процесса.

Особое внимание в нашем проекте было уделено безопасности. В проектировании заложено множество технических решений, обеспечивающих безопасность техпроцесса: от модификации состава топлива и до бронекапсулы для немногочисленного персонала, контролирующего печать.

Таковы основные преимущества технологии аддитивного производства ТТЗ из смесевого ракетного топлива.

Конечно же, не мы одни разглядели все эти преимущества данной технологии. Помимо нашего скромного проекта над этой технологией, судя по открытым источникам, работают в США, Великобритании, Нидерландах и Китае.

В США этим занимается несколько крупных научно-исследовательских институтов, например, Институт горения, корпорация «Raytheon Technologies», а также ряд технологических стартапов разного уровня, некоторые из которых работают по заказу DARPA, чьи видимые результаты пока засекречены.

Зато свои результаты открыто всем демонстрирует стартап, который печатает пластиковое топливо для гибридных ракетных двигателей (ГРД). За счет 3D-печати они улучшили энергетические показатели ГРД.

В целом, у американцев данная технология развивается, как минимум, по двум оборонным контрактам: первая концепция доставка полезной нагрузки on-demand в предельно короткие сроки на заданную орбиту, а вторая — концепция, которую они называют «ROCKET FACTORY IN-A-BOX», а согласно нашему проекту «Экспансия» — Автономный Ракетный Завод (АРЗ), о чем я напишу в отдельной статье — о том, как технология 3D-печати радикально трансформирует текущий технологический уклад, сложившийся в ракетно-космической отрасли, и в частности как аддитивное производство ракетного топлива изменит поле боя (если редакция «Хабра» даст добро на такую тему).

Рис. 4 — Для сравнения точности печати слева приведен ТТЗ, напечатанный в голландском НИИ, справа — наш
Рис. 4 — Для сравнения точности печати слева приведен ТТЗ, напечатанный в голландском НИИ, справа — наш

Дальнейшее развитие проекта «Экспансия»

В среднесрочном планировании разработка и создание 3D-принтера для печати крупногабаритных ТТЗ на базе строительного 3D-принтера для метеорологической и суборбитальной ракет.

Рынок пусковых услуг малых КА — отличное место для первого этапа экспансии. Преимущества твердого ракетного топлива, напечатанного на 3D-принтере позволит отказаться от жидкостных ракет-носителей, что радикальным образом удешевит запуски пико/нано-спутников.

Текущая стадия проекта — это поиск путей развития и масштабирование.




Комментарии (115):

  1. red-cat-fat
    /#24617128 / +4

    Красота! Успехов вам в дальнейшей работе)

    • Спасибо большое.
      Сложность вылилась в несколько лет работы скромной команды нашего проекта. Впереди еще ждет решение сложных технических задач, присущих РДТТ. Оставайтесь с нами. Будет интересно.

      • vassabi
        /#24617282

        а вам на работу с "смесевым ракетным топливом (СРТ)" надо было что-то оформлять? Или просто - купили ингредиентов, сделали смесь, заправили в принтер и вперед ?

        • additive_rocket_science
          /#24617294 / +2

          Это всё то, что называется "DIY". Все в рамках ракетомоделизма и кружка "юный техник". Ну ладно, "прокаченный юный техник".

          "сделали смесь, заправили в принтер и вперед " — примерно все так и было, только между этими шагами решение ряда сложных технических и инженерных задач.

          • vassabi
            /#24617308

            спасибо!

            надеюсь на продолжение - насколько длинные ТТЗ можете печатать, практические запуски изделий и т.д

            • additive_rocket_science
              /#24617334 / +2

              Да, постараемся. Одной из проблем РДТТ является его нестационарные режимы работы, например, когда куски топлива отваливаются крупными частями. И мы, в том числе, будем решать эту проблему с помощью 3D-печати: где-то добавлять ингибитор, а где-то катализатор. Текущие техпроцессы литья и прессования так позволить сделать не могут.

              • Sergeant101
                /#24620220

                Идея в целом конечно классная, пожелать вам можно только удачи, если получится сделать лёгкую ракету-носитель можно скооперироваться с S7-морской старт, они как раз долгое время искали такой носитель, только Роскосмос их всё время динамил, отбуксировать пусковую установку к берегам Папуа-Новой Гвинеи и кайфовать )))

                П.С. а вы кстати не пробовали обращаться к S7-морской старт для привлечения инвестиций?

                • DvoiNic
                  /#24620428

                  емнип, в июле было сообщение, что S7 закрыло ракетно-космическое направление и сократило весь персонал.
                  могу ошибаться, конечно, но…

                • Спасибо.
                  Нет, не обращался. Возможно позже обращусь. Мне у них нравится принтер для наращивания крупногабаритных деталей методом проволочно-дугового выращивания. Нам бы такой, мы бы сопловые блоки печатали.

                • Valerij56
                  /#24624928

                  Не подходит твердотопливная ракета для морского старта. Разве только небольшая ракета, но тогда зачем такой старт, когда проще это сделать с обычного судна?

      • nehrung
        /#24617958 / +1

        Впереди еще ждет решение сложных технических задач
        Подозреваю, что самые сложные и неприятные задачи на вашем пути будут отнюдь не технического свойства. Имею ввиду то, на что намекает эта фраза:
        по заказу DARPA, чьи видимые результаты пока засекречены.

        • additive_rocket_science
          /#24618060 / +1

          Интересно было бы узнать мнение о нашем проекте от нашей "Darp'ы".

          • vervolk
            /#24618846

            Как понимаю, из-за неровной поверхности горение идёт по всем поверхностям, и внутри и снаружи шашки? Вы пробовали бронировать наружную и боковую поверхность? Есть графики давления или тяги?

            • Нет, внешняя стенка закрепляется со слоем бронирования. Горение начинается с внутренней поверхности.
              "Есть графики давления или тяги? " — пока нет, но скоро будут.

  2. balamutang
    /#24617168 / +1

    Очень круто

  3. Rsa97
    /#24617276 / +3

    А чем плох классический способ с заливкой жидкого топлива и отвердителя в форму? Единственное преимущество 3D-печати, на мой взгляд, это возможность формировать переменный профиль. Ну и печать для несерийных целей.

    • additive_rocket_science
      /#24617286 / +2

      Много различных минусов, связанных в том числе и с самим техпроцессом. В самом статье об этом написано. Одна из главных причин — это реологические проблемы и процесс полимеризации.

      "Единственное преимущество 3D-печати, на мой взгляд, это возможность формировать переменный профиль. Ну и печать для несерийных целей. " — на самом деле уже и этого достаточно.

    • Sergeant101
      /#24618644 / +4

      Ну плох хотя бы тем что форму нужно сначала изготовить (а это внезапно тоже работа), а затем отлитую заготовку из формы нужно извлечь, не сломав отливку.

      • Rsa97
        /#24618698 / +2

        Но готовая металлическая форма получается многоразовой. А если заливать сразу в корпус двигателя, то извлекать надо только формирователь канала. Если не в корпус, то внешняя часть формы делается разъёмной.
        А 3D-печать в размерах ускорителя шаттла тоже непростое занятие. По крайней мере строительные 3D-принтеры пока дают сильно волнистую поверхность.

        • Sergeant101
          /#24618732

          То то и оно - нужно извлечь внутренний стержень не повредив заготовки, плюс как указал автор таким способом можно делать только исключительно двигатели с простой геометрией. А для запусков максимальная тяга нужна на старте со снижением после разгона (рис.2 4-5), ибо чем больше скорость, тем меньше нужна тяга для разгона.

          Форму ещё нужно будет чистить после извлечения заготовки, а это снова работа.

          Ну и внутренний стержень сдаётся мне извлекается разрушением, так что изготавливать заново его всё же придётся.

          А отливка в таких случаях случаем не с вращением формы идёт для того чтобы избежать пустот и раковин? Что есть не очень просто опять же.

          • Sergeant101
            /#24618764

            Эффект Оберта — в космонавтике — эффект, проявляющийся в том, что ракетный двигатель, движущийся с высокой скоростью, создает больше полезной энергии, чем такой же двигатель, движущийся медленно. Эффект Оберта вызывается тем, что при движении с высокой скоростью топливо имеет больше энергии доступной для использования (кинетическая энергия может превысить потенциальную химическую энергию), и эта энергия может использоваться для получения большей механической мощности.

            То есть имея равную массу ускорителей при более сложной геометрии, обеспечивающей большую тягу (разгон) при старте, можно выводить больше полезной нагрузки из-за большей полезной энергии, из-за того что двигатель сильнее разгоняется на старте. Но это типа теория.

            • Sergeant101
              /#24618804

              А, да кстати - печатать ракетный двигатель на 3D принтере можно прямо на космодроме, что несколько снизит затраты на транспортировку.

              • Rsa97
                /#24618856 / +2

                Печатать внутри корпуса слишком сложно. Печатать вне корпуса — нужна печать с запасом, потом доводка внешнего размера, потом установка в корпус так, чтобы исключить возможность воспламенения внешней стороны топлива.

                • Sergeant101
                  /#24618878 / +1

                  Дяденька, я конечно не сварщик, но почему для первой ступени нельзя печатать двигатель сразу с корпусом, пластиковым например?

                  • Popadanec
                    /#24618884

                    Проблема с весом, прочностью и стойкостью корпуса к температуре/прогару.
                    Пластик для этого совсем не подходит.

                    • Sergeant101
                      /#24618898 / +1

                      Вы хотите сказать что от реактивной струи металл не прогорает?

                      Почитайте как у жидкостных ракетных и реактивных двигателей извращаются над соплами чтобы они не выгорели в первые же секунды.

                      На крайний случай печатать двигатель чуть меньше диаметра внутренних стенок ракеты и заполнять пространство ингибитором.

                      Мне блин деньги уже надо брать за свои идеи с вас однако )

                      • Popadanec
                        /#24618936

                        Я прекрасно знаю.
                        Для малых твердотопливников часто используют графит для сопла или керамику.
                        Но речь шла не о соплах, а о боковых стенках. Заполнять левым веществом, значит уменьшать и без того малую массу полезной нагрузки. Потому и льют. Шашка сразу прилипает и имеет равномерную структуру.

                      • Sergeant101
                        /#24619954

                        Ну там видимо состав специальный раз шашка приобретает "ровную" структуру.

                      • Popadanec
                        /#24620338 / +1

                        У 3d структура выходит послойной, да ещё и с сильно неровными стенками. Это значит горение которое идёт по стыкам слоёв вглубь и вероятность разваливания.
                        Т.е. избавились от одних проблем, но создали новые никем не исследованные(публично). Но и плюсы свои есть.
                        Плюс для возможности печати вероятно пришлось изменять состав топлива. Как это сказалось лучше знают создатели.
                        В малых размерах проще залить, но чем больше размер, тем больше вероятность внутренних трещин/раковин(это любого литья касается).
                        Как себя поведёт 3d печать на больших размерах, я затрудняюсь ответить. Слишком много неизвестных переменных.

                      • Sergeant101
                        /#24620422

                        Я примерно про то же и говорю: пока не будет испытании на модели, пусть и в уменьшенном масштабе, спорить о том что будет, а чего не будет рано.

                        П.С. 3D печать это всё же не литьё.

                      • Вы безусловно правы, есть еще что развивать. Технология только-только вышла в свет. Над ней трудятся в очень крутых лабораториях. Например, Raytheon technologies разрабатывает технологию 3д-печати ракет вместе с топливом прямо на поле боя. И меня сильно мотивирует, что моя команда конкурирует с корпорациями с многомиллиардными бюджетами и известными НИИ.

                    • additive_rocket_science
                      /#24619136 / +3

                      По планам так: сопловой блок печатается на 3д-принтере по металлу. Корпус наматывается из углеволокна. И все это в одном роботизированном комплексе. Дождитесь следующей статьи.

                • Есть такое понятие как "вложенный заряд для РДТТ" или "свободно-скрепленный". В общем, это не проблема.

              • additive_rocket_science
                /#24619006 / +1

                Да, эту концепцию мы назвали Автономный ракетный Завод. Следующая статья об этом.

            • Tarakanator
              /#24620538

              Я не знаю точно как в реальных цифрах, но если совсем на пальцах, то график тяги должен быть примерно следующим:
              1)макс тяга на старте
              2)снижение тяги при достижении макс аэродинамического сопротивления.
              3)повышение тяги когда аэродинамическое сопротивление будет уменьшаться из-за высоты.
              4)уменьшение тяги чтобы не превысить макс ускорение для ПН.

              • Закон изменения тяги по времени работы РДТТ определяется в общем случае, исходя из следующих параметров: ограничение перегрузок (до определённого уровня g), ограничение скорости полета (исходя из задач ЛА) и/или выдерживание определенных координат траектории, возможность маневра, обеспечение устойчивости, стабилизации и ориентирования ЛА. Поэтому не всегда так, как указано у вас.

          • Rsa97
            /#24618850

            В статье есть ссылка на видео с заливкой ускорителя шаттла. Там видно, как устанавливают формирователь канала в корпус ускорителя и как его потом извлекают по частям. Заодно обратите внимание на толщину получившихся «стенок» топлива. Не уверен, что 3D-принтер даст ровное заполнение такого объёма.

            • Sergeant101
              /#24618882

              Тут наша уверенность или неуверенность не важна, тут надо макет наверное сделать в масштабе и посмотреть, если надо будет технологию подогнать.

  4. pbw
    /#24617332 / +5

    Надеюсь, что я окажусь неправ...

    Очень вероятно, что после этой статьи с вами захотят пообщаться "заинтересованные лица". Как с тем химиком, который на основе перовскита получил эффективные образцы солнечных панелей.

    • additive_rocket_science
      /#24617348 / +4

      Ну посмотрим. "От сумы..." как говорится.

      • Sergeant101
        /#24618680 / +9

        Упаси вас бог конечно от визита ФСБ, но я так понимаю в России таких не любят:

        а) Даурия Аэроспейс - уголовное преследование,

        б) Космокурс - уголовное преследование

        в) S7-Морской старт, частная космическая компания, образовавшаяся задолго до SpaceX, ныне в коме...

        • Разве "космокурс" закончил уголовкой?
          Да уж, давно я не следил за новостями.

          • Sergeant101
            /#24619814 / +3

            Опять ввёл в заблуждение походу, извините: Космокурс просто разорился, арестовали основателя "Национальной космической компании".

            Как много оказывается в России было проектов.

    • Popadanec
      /#24618728 / +5

      ФСКН расформировали за такие дела.
      Кулибин судя по новостям уехал в Индию и там открыл производство.

  5. Valentine2020
    /#24617428 / +3

    Вау, мощно. Хотелось бы узнать поподробнее как про техническую, так и про юридическую часть темы( как это лицензируется, как планируете распространять свою разработку)

    • additive_rocket_science
      /#24618046 / +1

      Если коротко про техническую часть, то нам пришлось разработать с нуля свою формулу для топлива (возможно это ноу-хау); разработать технологию создания филомента и разработать сам 3D-принтер, а также создать необходимые условия для печати. Если интересно, остальное прочтете в реферате к патенту, когда его опубликуют.
      "так и про юридическую часть темы( как это лицензируется" — лицензируется как стартап в Spacetech.
      "как планируете распространять свою разработку" — ищем венчурного инвестора.

  6. saege5b
    /#24617672 / +6

    Уже испытывали?

    Межслойной прочности хватает, волнистость не сказывается на горении?

    • additive_rocket_science
      /#24618010 / +3

      Испытания на тяговом стенде должны пройти вскоре. Промежуточные испытания в сопловом блоке показали высокую тягу по сравнению с обычной формой.
      Межслойной прочности и прочих эксплуатационных характеристик вполне достаточно чтобы сделать малогабаритную метеорологическую ракету, как минимум. Для улучшения эксплуатационных характеристик нам нужна полноценная лаборатория, как у наших заокеанских коллег. Есть поле для модернизации топлива.

      Волнистость сказывается на горении. Дополнительно увеличивает площадь горения, поэтому с этим нельзя перебарщивать.

  7. Thetafelius
    /#24617728

    А можно из любопытства глянуть сам патент?

    • Название изобретения: СИСТЕМА ДЛЯ ОДНОСТРУЙНОЙ И МНОГОСТРУЙНОЙ 3D-
      ПЕЧАТИ ТВЕРДОТОПЛИВНОГО ЗАРЯДА (ТТЗ) СМЕСЕВЫМ ТВЕРДЫМ ТОПЛИВОМ (СТТ) ДЛЯ ТВЕРДОТОПЛИВНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ (РДТТ).

      Пока еще его не успели добавить в реестры. Еще где-то пару месяцев ждать. Полагаю, что в будущих публикациях мы выложим патент, также с ним можно будет ознакомиться на нашем сайте (как только мы его допилим и захостим).

      • dirizhabll
        /#24619076 / +1

        <spoiler title="оффтоп">СОиМ 3ДП ТТЗ СТТ для РДТТ. нфря.<spoiler>

  8. colscy
    /#24617742 / +3

    Здорово, но судя по фотографии получить точную геометрию поверхности горения пока не удается? Насколько параметры горения таких зарядов близки к расчетным?

    • V1RuS
      /#24617812 / +2

      судя по фото, похоже, что придется делать поправку первоначального профиля горения на шероховатость.


      и как обстоят дела с дефектами печати (скрытые пустоты, недоэкструзия)?

      • "судя по фото, похоже, что придется делать поправку первоначального профиля горения на шероховатость" — да.
        "и как обстоят дела с дефектами печати (скрытые пустоты, недоэкструзия)?" — эта проблема была решена за счет точной настройки принтера и первичной подготовки филомента.

    • Про точность сложно пока говорить. То что я увидел в открытых источниках, у нас получилась самая гладкая поверхность, если не считать печать PLA для ГРД.
      "Насколько параметры горения таких зарядов близки к расчетным?" — работаем над сбором экспериментального материала, чтобы ввести поправочный коэффициент. Волнистость дает дополнительный прирост тяги, поэтому этот параметр важно контролировать.

  9. numb13
    /#24617988

    Фейерверки тоже можно печатать?

    • additive_rocket_science
      /#24618032 / +3

      Конечно можно. Сейчас их делают прессованием, но наша технология позволит удешевить применение СРТ.

      • V1RuS
        /#24618326 / +5

        не очень понятно, как печать может быть дешевле прессования, особенно в массовых изделиях

        • Наша технология значительно удешевит высотные фейерверки, т.к. в меньшем форм-факторе будет больше энергетики.
          И плюс, есть идея для монетизация — домашний 3д-принтер для печати домашних фейерверков. Можно сделать с модификацией текущего состава с большой добавкой ингибиторной присадки.

          • addewyd
            /#24619350 / +2

            домашний 3д-принтер для печати домашних фейерверков.

            Ох и веселья-то будет… Главное под ст 205 не попасть. Ну и деревню не спалить, конечно.

            • Tarakanator
              /#24620568

              в интересное время живём. Ждём статей как с помощью 3д принтера и ардуинки сделать ПТУР. А я то думал печать пистолета это уже потолок.

              • minusnaminus
                /#24620992

                Вот только такой ПТУР будет угрозой для такого же самодельного танка. Как и самодельный пистолет бесполезен против обученных и тренированных солдат.

                Разница в технологиях и ресурсах такова, что попытка таким оружием бороться с противником с современным оружием, это все равно что против инопланетян выходить. К примеру, несколько десятков современных и не очень самолётов в Сирии развернули почти проигранную войну на 180 градусов и сделали её игрой в одни ворота. Самодельные ПЗРК на эту ситуацию не повлияли бы никак.

                Но в будущем нас ждёт много простого и дешевого умного оружия, это да...

                • Tarakanator
                  /#24622018

                  почему?
                  Давайте рассмотрим гипотетическую конструкцию.
                  Ракета запускается вверх-в сторону танка, а потом сверху падает по баллистической траектории.
                  Траектория корректируется нейросетью распознающей танк через камеру мобильника, прикрученного к ракете.
                  Я не говорю что данная ракета на раз-два вынесет современный танк, но она явно будет для него опасна. При этом стоит очень дешево.

                  • DvoiNic
                    /#24622106

                    насчет «опасна» — это преувеличение (сделать БЧ, пробивающую броню даже с верхнего сектора — задача уже не для «домашней мастерской»). Но вот «задолбать» систему защиты (а заодно и экипаж) — запросто. десяток-два таких ракет невеликой стоимости, и система динамической защиты будет исчерпана. а там уже и «обычного» РПГ может хватить

                    • Tarakanator
                      /#24622202

                      Я не специалист, но насколько знаю у первых кумулятивов бронепробиваемость была примерно равна диаметру. Думаю подобный кумулятив повторить должно быть не сложно.
                      броня современных танков по крыше около 50мм(примерно)
                      С учётом того, что попадание не перпендикулярное, БЧ нужна порядка 80мм. По моему ничего сложного тут не должно быть. Даже если не рассматривать вариант открутить БЧ от советского РПГ.

          • Tarakanator
            /#24620556

            А насколько специализированный 3д принтер требуется?
            Это должен быть отдельный 3д принтер или может быть сменный инструмент для обычного 3д принтера?

            • V1RuS
              /#24620644

              печать скорее всего не филаментом, а из большой емкости. но шоколадом же печатают, наверное здесь что-то похожее.

              • Tarakanator
                /#24621998

                Нет, ну что сменная печатающая головка нужна это понятно. А вот остальное-вопрос. С одной стороны механика перемещения головки точно подходит от обычного принтера, с другой стороны может там в мозгах такие отличия, что их проще поменять, чем обычные пытаться приспособить.

            • Потребовалось значительным образом модифицировать принтер и условия техпроцесса для того чтобы получить результат.

          • neyronon
            /#24620598

            Звучит сомнительно. Какую форму заряду не придай - все упрется в энергетику килограмма топлива, а форма меняет профиль тяги. Допустим вы повысите пиковое давление в камере, но что это даст? Либо двигатель разорвет, либо материал другой надо использовать, а это уже удорожание. Ну и про домашний 3д принтер вы явно погорячились.

            • 3D-печать позволяет значительным образом менять энергетику даже не отдельного кг, а отдельного гр., за счет возможности интегрировать различные вариации топлива в один и тот же объем ТТЗ.
              "а форма меняет профиль тяги" — форма заряда значительным образом влияет на тягу. Для увеличения тяги, увеличиваем кривизну поверхности.
              "Либо двигатель разорвет, либо материал другой надо использовать" — а это уже следующий шаг, над которым мы будем работать. и 3д-печать позволит здесь как контролировать кривизну, так и состав ТТЗ, чтобы получить оптимальный вариант.
              Ракетостроение — это оптимизационная задача.

  10. jaiprakash
    /#24618144 / +3

    Не могли бы вы объяснить значение слова «задисраптить»?

  11. checkpoint
    /#24618286 / +1

    С трудом представляю как будет выглядеть 3D принтер для ТТЗ к Шаттлу. Помоему, применение у технологии очень ограниченное - детские игрушки и пирозаряды к фейерверкам. В своём советском детстве я конечно такому бы порадовался. :)

    PS: Топливная смесь выглядит как сургуч, наверное и на запах такая же ? ;)

    • V1RuS
      /#24618320 / +4

      выглядит как пережженная карамель (если вы понимаете, о чем я)

      • sim2q
        /#24618392 / +1

        понимаем :)
        ps вспомнил, что были ребята "с трубой" - там хреновина выше человеческого роста, на вопрос о юридических тонкостях смело отвечали, что до 18 хотят успеть и у них глухие места :) По уровню понимания и самой конструкции - на порядки выше амперки.... хз чем закончилось

        • V1RuS
          /#24619732 / +1

          на ракетомодельном форуме авиабазы был целый отдельный подфорум ребят, которые делали двигатель с расчетной тягой в 1 тонну — то ли гибридный, то ли жидкостный, не помню уже. надо бы посмотреть, чем закончилось

      • additive_rocket_science
        /#24619068 / +1

        Первоначально думали применить карамельное топливо для безопасной отработки концепта, но из-за низких энергетических показателей отказались в пользу собственной разработки.

    • Popadanec
      /#24618772 / +1

      Relativity Space печатает двигатель и корпус ракеты на 3D принтере.
      Дома печатают(что перспективно для Луны/Марса).
      Твердотельники большого размера можно тоже печатать, вопрос к топливу. Т.к. нужен другой(более энергоёмкий) состав и проблема запихнуть такую болванку в корпус(либо наматывать его из угле/стеклоткани).
      Плюс проблема безопасности. Если загорится шашка таких размеров, то завод будет уничтожен.

      • additive_rocket_science
        /#24619092 / +1

        "Relativity Space печатает двигатель и корпус ракеты на 3D принтере." — да, у них очень крутой проект. Мы кстати, распечатали сопловой блок на 3D-принтере из металла.
        "Плюс проблема безопасности. Если загорится шашка таких размеров, то завод будет уничтожен. " — ракетная наука в целом, вещь не самая безопасная. Этот тезис относится и к традиционной технологии, но мы сделали процесс более безлюдным.

        • Tarakanator
          /#24620590

          А вы хотябы совсем вчерновую не прикидывали возможна ли добыча ресурсов для топлива на луне\марсе? Т.е. сел посадочный модуль, и печатает ракеты из местного сырья для отправки образцов на орбиту.

          • Popadanec
            /#24620766

            Для ТТРД топливо разве что синтезировать. Но подобные технологии слишком сырые и потребуют целый промышленный комплекс по добыче/очистке/переработке.
            Для ЖРД тоже синтез, но гораздо проще и по уже существующим технологиям.
            Для Марса: Сел многоразовый корабль, запустили реактор или развернули солн. панели. Накопали воды(для водородных топливных элементов и топлива)или привезли с собой водорода и прокачивает атмосферу через установку(в которой идёт реакция Сабатье или другая, в зависимости от нужд), получая кислород и метан. Заправились, влетели. Возможны варианты как с телеуправлением, так и людьми.

            • additive_rocket_science
              /#24623824 / +1

              У нас есть идеи как использовать напечатанные ТТЗ для asteroid minning.

              По поводу добычи топлива в космосе: вот вы когда идете в лес, вы берете спички с собой или добываете их на месте?

              • Valerij56
                /#24624986

                Ну, здесь вы правы только отчасти. крутые охотники берут с собой соль и огниво, питаются своей добычей, спички и фонарик у них в НЗ. Так и в космосе - первой добычей на астероидах будет вода и углерод для производства топлива, и летучие вещества для реактивной массы.

        • Valerij56
          /#24624972

          Этот тезис относится и к традиционной технологии, но мы сделали процесс более безлюдным.

          Для ракеты на жидком топливе нет необходимости в безлюдном производстве бакв и двигателей до момента их испытаний.

    • Дело в том, что даже при литье ТТЗ, делаются отдельные топливные сегменты. Затем они стыкуются один к другому. Соответственно, мы планируем также печатать отдельные сегменты.

      "Помоему, применение у технологии очень ограниченное - детские игрушки и пирозаряды к фейерверкам " — на самом деле, сейчас в мире идет негласная гонка за эту технологию "детских игрушек".
      "PS: Топливная смесь выглядит как сургуч, наверное и на запах такая же ?" — не знаю, никогда не нюхал сургуч.

      • DvoiNic
        /#24620458

        на советских почтах был постоянный запах плавленного сургуча…

  12. 13werwolf13
    /#24618530 / +1

    выглядит очень интересно, но есть пара вопросов:
    1) правильно я понимаю что данное изделие требует "доработки напильником" ибо внешняя стенка выглядит мягко говоря неровной?
    2) не думали решить проблему отваливающихся крупных кусков армированием например тонкой проволочной или тканевой сеткой?
    3) название проекта вдохновлено "Экспансией" Джеймса Корри и историей Эбштейна?

    я далёк от тематики, так что если вопросы глупые не пинайте сильно..

    • Popadanec
      /#24618782

      1.В дальнейшем можно прикрепить уголок(с управляемым углом) к голове 3d принтера, чтобы он выравнивал стенку при печати. Так экспериментируют для пластиковых изделий.
      2. Как её совместить с печатью? разве что класть послойно(так тоже делают). Либо добавить резанное волокно в состав, главное добиться чтобы оно не забивало сопло.

      1. Внешняя стенка крепится к слою бронирования, который в свою очередь закреплен со стенкой корпуса. В процессе горения, при расчетном режиме, внешняя стенка догарает последней. Поэтому, ответ: нет.

      2. На эту тему написано сотни или тысячи научных работ. решается проблема настройкой самого РДТТ в целом. Возможно в следующих статьях, подробнее опишу тему со нестационарными и квазистационарными режимами работы РДТТ.

      3. Не знаком с вышеуказанным творчеством. Просто название "Экспансия" — это самое крутое название для космического проекта.

  13. buldo
    /#24618974

    А вторым соплом сразу одноразовый корпус печатать вокруг шашки...

    • Popadanec
      /#24618984

      Разве что из материалов с однократным затвердеванием. Иначе он расплавится и развалится.

  14. DaddyReal
    /#24619050 / +1

    Очень напоминает кондитерский 3д принтер для шоколада, скромно прикрытый бумажкой.

  15. vanxant
    /#24619254

    Какой окислитель используете?) А то за попытку купить самый годный окислитель может прийти не только ФСБ, но и ФСКН...

    • additive_rocket_science
      /#24619270 / +3

      Секрет фирмы.
      А для товарища майора мой ответ: "В качестве окислителя мы используем дрова".

  16. xSVPx
    /#24620200 / +1

    Т.е. экструдировать подобный профиль через фильеру почему-то нельзя, а "насрать" через сопло получается ?

    Выглядит, как попытка применить имеющийся 3д принтер туда, куда его применять никакого смысла нету.

    Аддитивные технологии имеют свои плюсы и минусы. И кроме варианта "мне каждый раз нужна новая конфигурация" для вашего случая плюсов никаких что-то не видно.

    • Popadanec
      /#24620364 / +2

      3d принтер даёт возможность менять профиль горения для каждого слоя и даёт возможность разного состава в разных местах шашки.
      Что в свою очередь даёт точное профилирование тяги и к примеру, пониженную температуру горения внешних слоёв шашки, чтобы избежать прогара.

      • xSVPx
        /#24624612

        Что-то не вижу я на фото разного профиля. Разный состав можно получить и в фильере...

    • На самом деле даже подобный профиль на существенной длине выдавить через матрицу, не нарушив геометрию канала горения, не получится. Топливная масса просто застревает в матрице, а это уже чревато с точки зрения безопасности. А если говорить о спиралевидной форме канала, то подавно не выйдет. Я в статье коротко описал минусы технологии прессования.
      Также прессованием не удастся управлять составом ТТЗ в каждой точке его объема.
      Плюс на каждый сложный профиль не напасешься матриц.

      • xSVPx
        /#24624626

        Да, и это какие-то странные, очень надуманные минусы. Часть из которых не избежать и при использовании аддитивных технологий.(усадки к примеру).

        Аргументы вида "не напасешься матриц" выглядят изрядно странными. Выж ратуете за удешевление в серии, в серии с матрицами вообще ноль проблем.

        Я не имею конкретно с вашей субстанцией опыта, однако опыт с более прозаичным материалами подсказывает, что при наличии термопластичного материала ему можно придать любую форму. От необходимой формы безусловно зависит технология. Что-то дешевле давить через фильеру, что о штамповать, чтото отливать с закладными или вообще растворяемыми элементами. Но аддитивная ни в каких раскладах не лидирует по экономичности. Кроме изготовления diy штучных экземпляров.

        • "Часть из которых не избежать и при использовании аддитивных технологий.(усадки к примеру). " — как раз-таки с помощью 3д-печати и присущей ей моделированию можно контролировать огрехи печати. В дальнейшем , набрав достаточно экспериментального материала, мы даже сможем предсказывать возможные огрехи печати и вносить во время коррекцию по ходу печати.
          "Выж ратуете за удешевление в серии, в серии с матрицами вообще ноль проблем. " — мы ратуем за кастомность, чтобы на одной производственной площадке одним и тем же принтером печатать ТТЗ для разных ЛА с РДТТ с разными задачами.
          "...что при наличии термопластичного материала ему можно придать любую форму" — А как сделать с помощью литья или прессования, например, телескопический спиралевидный канал горения? А есть и более сложные формы.
          "или вообще растворяемыми элементами" — кстати говоря, у нас в планах печатать растворяемые подложки и подпорки для увеличения сложности кривизны канала горения.

  17. neyronon
    /#24620652

    Рынок пусковых услуг малых КА — отличное место для первого этапа экспансии. Преимущества твердого ракетного топлива, напечатанного на 3D-принтере позволит отказаться от жидкостных ракет-носителей, что радикальным образом удешевит запуски пико/нано-спутников.

    Радикальным образом удешевить запуски наноспутников спомощью РДТТ врядли получится. Их сейчас запускают в виде попутной нагрузки более дорогостоящих спутников. Или же сразу сотней-тысячей штук. Помимо цены самого запуска важно еще вывести спутник на определенную орбиту, но как это красиво сделать с помощью РДТТ - неясно. А вот в качестве ускорителей РДТТ очень даже используются.
    С другой стороны, безусловно, эстафетная палочка в освоении космоса уже переходит в коммерческие руки и любая альтернатива государственным гигантам хороша.

    • "Радикальным образом удешевить запуски наноспутников спомощью РДТТ врядли получится. Их сейчас запускают в виде попутной нагрузки более дорогостоящих спутников. Или же сразу сотней-тысячей штук. " — 3д-печать позволит оказывать пусковую услугу on-demand, выводя ПН туда, куда надо заказчику, а не туда куда летит первичная ПН, для запуска которой и решалась баллистическая задача. И самое главное, не надо будет ждать "такого попутчика".

  18. santa324
    /#24621220

    А с чем связана такая низкая точность печати? Это какае-то сложности с материалом которым печатает?

    • Popadanec
      /#24621278

      Скорей всего печатали соплом с большим диаметром и подачей. Для скорости и/или из за большой густоты.

    • В ходе развития проекта, мы поняли, что такие свойства как высокая энергетика топлива и его способность к печати на 3D-принтере — взаимоисключающие. Поэтому в результате долгих, сложных экспериментов и расчетов, мы смогли найти оптимум.
      Что касается полученной точности, то прошу обратить внимание на РИС. 4. Наш результат явно лучше голландского. Единственные кто печатали "топливо" лучше — это "rocket crafters" печатью PLA для ГРД. Но это ни разу не дизраптив-технология, потому лишившись проблем, связанных с РДТТ, они тут же получили кучу проблем, связанных с паразитной массой в виде бака с жидким кислородом.

      • Valerij56
        /#24625000

        Прочный корпус (броневая стенка) для РДТТ намного тяжелее бака для жидкого кислорода гражданской космической ракеты.

  19. MagDen
    /#24622234 / +1

    Бегите, глупцы, бегите ®

  20. TimID
    /#24624818

    Есть ощущение, что традиционный "послойный" подход нанесения вещества, который вы выбрали - далеко не самый оптимальный. Как верно было отмечено в одном из комментариев, есть риск прогара между кольцами. Да и вопрос последующего "заталкивания" готового изделия в трубку ускорителя вам ведь тоже приходится как-то решать.
    Возможно стоит приостановиться и задуматься над другим, более "трехмерным" способом формирования формы рабочего вещества.

    • А предложите что-нибудь конкретное. Возможно ваше предложение возьмем в разработку.