Главная / Ракетный электродвигатель, напечатанный на 3D-принтере
29.06.2015 |
|
 Ничто не демонстрирует инженерную доблесть и технические секреты производства так, как ракетостроение. Там также ничего более-либо дорогостоящего. Чтобы запустить даже легкую ракету в космос, потребуется потратить около $100 млн - и это в основном связано с сложностью оборудования двигателя.
«Если вы посмотрите на ракету-носитель и где исходит ее основная часть стоимости, вы быстро остановитесь на ракетном двигателе», говорит Питер Бек, генеральный директор новозеландской частной космический компании Rocket Lab. «Очень трудно построить недорогой ракетный двигатель, и тот, который вы можете производить в больших количествах».
Для борьбы с непомерными расходами на космические путешествия, Rocket Lab занялась перестройкой как способа изготовления ракетных двигателей, так и того, как они функционируют. В космическом симпозиуме в Колорадо компания представила свой новый движок, названный Rutheford - первый когда-либо ракетный двигатель, работающий на батарейках. Конструкция, почти полностью изготовленная из 3D-печатных частей, будет использоваться на орбитальной ракете-носителя Electron, которая получит свой первый тестовый запуск в этом году.
Целью программы является снижение затрат и увеличении частоты запусков, чтобы создать прочную космическую инфраструктуру.
Ракетные двигатели сегодня более или менее следуют одной и той же формуле. Жидкое топливо и окислитель жидкости сочетаются в камере сгорания и воспламеняются. В конечном счете, именно этот процесс сгорания и толкает ракету вперед. Тем не менее, питание ракетного топлива в камере - сложный процесс, требующий отдельных турбонасосов для транспортировки жидкостей на сверхвысоких скоростях в области высокого давления. Как правило, только для работы с этими насосами нужен другой двигатель, что требует дополнительного оборудования и дополнительного топлива.
Но с Rutherford, турбонасосы двигателя получите гораздо больше сгущенный источник энергии. Вместо того, чтобы работать на жидком топливе, насосы работают от электродвигателей с литий-полимерными батареями. Это устраняет необходимость в дополнительных трубах и клапанов, которые добавляют вес двигателя и часто становятся источником отказа двигателя. Электронасосы затем легко объединяют кислород и углеводородное топливо в камере сгорания.
«Это на самом деле только прогресс в технологии батареи, который позволил нам перейти к электрическим турбонасосам», говорит Бек. «Даже три или четыре года назад, технология не была бы достаточной. Но были огромные успехи в течение короткого периода времени, и теперь электродвигатель имеет около 95 процентов эффективности, по сравнению с 60 процентов КПД газового двигателя».
В идее ракетного электродвигателя нет ничего нового. Наиболее заметными видами электрических двигателей являются ионные двигатели, которые приводят в движение ракету посредством ускорения ионов. Такой двигатель в настоящее время используется на миссии Dawn карликовой планеты Церера. Тем не менее, Rutherford впервые включил энергию аккумулятора в его двигатель.
Rutherford производится с помощью электронно-лучевой плавки, передовой формы 3D-печати. Его камера двигателя, инжектор, турбонасосы, и основные метательные клапаны всех печатаются и собираются в легкой форме.
Двигатель Резерфорд будет основным источником энергии, который компания надеется использовать в качестве недорогого способ для запуска спутников и других небольших полезных нагрузок до 220 фунтов в пространстве. Они считают, что их ракета длиной в 65 футов длиной и шириной в 3 фута будет стоить около $ 4,9 млн на каждый запуск. В то время как США внимательно следит за попытками SpaceX, чтобы снизить стоимость космического полета путем повторного использования своих ракет, Rocket Lab надеется, что этот новый дизайн облегчит некоторые из финансовых бремен, связанных с космическими доставками и путешествиями.
|
|
