Ответ: 3-D распечатанные детали.Инженеры знают, что детали ракет с трехмерной печатью могут сэкономить деньги НАСА и промышленности и открыть новые доступные возможности для проектирования ракет и космических кораблей. Но до недавнего времени никто не испытывал в условиях горячего пожара детали ракет, важные для сгорания двигателя.
Инженеры НАСА из Центра космических полетов им. Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама, не только подвергли испытаниям детали ракетных двигателей, но и смогли сравнить их характеристики с деталями, изготовленными по старинке со сварными швами и несколькими деталями во время запланированных субуровневых акустических испытаний для ракета большой грузоподъемности Space Launch System (SLS). Менее чем за месяц инженеры Marshall построили два субуровневых инжектора со специализированной трехмерной печатной машиной и выполнили 11 основных испытаний горячим огнем, накопив 46 секунд общего времени горения при температурах, близких к 6000 градусов по Фаренгейту, при сжигании жидкого кислорода и газообразного водорода. .«Мы не увидели разницы в характеристиках форсунок с трехмерной печатью по сравнению с форсунками, производимыми традиционным способом», — сказала Сандра Элам Грин, инженер по силовым установкам, которая наблюдала за испытаниями и впоследствии осматривала компоненты. «Два отдельных инжектора с трехмерной печатью безупречно работали во время всех испытаний горячим пламенем».Послетестовые проверки показали, что форсунки оставались в таком отличном состоянии и работали настолько хорошо, что команда будет продолжать направлять их прямо на линию огня.
В дополнение к акустическим испытаниям SLS Грин и ее команда испытали более сложную сборку форсунки с трехмерной печатью и гильзы упорной камеры, изготовленной компанией Directed Manufacturing, Inc. из Остина, штат Техас. Инженеры Marshall передали второй напечатанный на 3D-принтере инжектор в Космический центр НАСА Стеннис в Миссисипи, где он продолжит накапливать время горячего огня, чтобы проверить его долговечность.«Ракетные двигатели сложны, состоят из сотен отдельных компонентов, которые обычно создают и собирают многие поставщики, поэтому тестирование компонента двигателя, созданного с помощью нового процесса, помогает убедиться, что это может быть доступным способом создания ракет будущего», — сказал Крис Сингер, директор Техническое управление Центра Маршалла. «Процесс аддитивного производства может на порядок сократить время и затраты, связанные с изготовлением сложных деталей».На изготовление традиционных субмастерных ракетных форсунок для ранних акустических испытаний SLS потребовалось шесть месяцев, они состояли из четырех частей, пяти сварных швов и детальной механической обработки и стоили более 10 000 долларов каждая.
Инженеры по материалам Marshall построили такой же инжектор в виде единого целого, спекая стальной порошок Inconel на современном трехмерном принтере. После минимальной обработки и проверки с помощью компьютерного сканирования деталь достигла испытательного стенда всего за три недели, а ее изготовление стоило менее 5000 долларов.«Потребовалось около 40 часов от начала до конца, чтобы изготовить каждый инжектор с использованием процесса трехмерной печати, называемого селективным лазерным плавлением, и еще пару недель на полировку и проверку деталей», — пояснил Кен Купер, инженер по материалам Marshall, команда которого часть. «Это позволило инженерам по силовым установкам воспользоваться преимуществами существующей серии испытаний SLS, чтобы изучить, как детали с трехмерной печатью работают по сравнению с традиционными деталями аналогичной конструкции».
Посмотрите видео об аддитивном производстве на трехмерном принтере Маршалла: http://www.youtube.com/watch?v=wvTa6z9c3nYПоскольку машины для аддитивного производства стали более доступными, разнообразными и сложными, этот процесс обработки материалов теперь предлагает множество возможностей для того, чтобы сделать каждый этап миссий НАСА более доступным.
Испытания инжектора SLS — лишь один из примеров усилий НАСА по изготовлению и тестированию деталей с трехмерной печатью в соответствующих средах, аналогичных тем, которые имели место во время миссий НАСА. Серия испытаний форсунок SLS дополняет серию запусков ракетных сборок на жидком кислороде и газообразном водороде в исследовательском центре NASA Glenn Research Center в Кливленде, где горячим огнем был протестирован аддитивно изготовленный выбранный инжектор с лазерным расплавлением, разработанный в сотрудничестве с промышленностью и правительственными учреждениями.
Крышка выхлопного отверстия двигателя J-2X, изготовленная в Центре Маршалла, стала первой трехмерной печатной деталью, испытанной во время полномасштабных испытаний двигателя горячим пламенем в Центре Стенниса НАСА. Инженеры по материалам Marshall в настоящее время делают перегородку, критически важную для снижения вибрации; он будет протестирован в Маршалле и Стеннисе и является потенциальным кандидатом для первой миссии SLS в 2017 году. Инженеры Marshall завершают наземные испытания с Made in Space, компанией Moffett Field, Калифорния, работающей с НАСА над разработкой и испытанием трехмерной модели. принтер, который будет строить инструменты на Международной космической станции в следующем году.
Космический центр имени Джонсона НАСА в Хьюстоне даже изучает возможность печати еды в космосе.Посмотрите видео тестового обстрела: http://www.youtube.com/watch?v=y4YVTtK9hk4«В НАСА мы признаем, что наземное и космическое аддитивное производство открывает потенциал для новых возможностей миссий, будь то печать деталей ракет, инструментов или всего космического корабля», — сказал Сингер. «Аддитивное производство улучшит доступность от проектирования и разработки до полета и эксплуатации, обеспечивая все аспекты устойчивого долгосрочного освоения космоса человеком».