Инженеры из Корейского института промышленных технологий (KITECH) совместно с партнерами изготовили и испытали большой титановый бак для ракет, напечатанный методом Directed Energy Deposition (DED). Сферический резервуар диаметром 640 мм из сплава Ti-6Al-4V выдержал нагрузку в 330 бар в криогенных условиях — при охлаждении до −196 °C жидким азотом. Это, по заявлению разработчиков, первое в мире подтверждение способности крупногабаритной титановой 3D-печатной конструкции работать под высоким давлением в криогенной среде, как в реальных условиях космических миссий. К проекту присоединились KARI, KP Aviation Industries, AM Solutions и Университет Ханьяна.
KITECH напечатали две титановые полусферы проволочным DED-лазером, после чего провели термообработку, высокоточную фрезеровку и сварку в сплошной сосуд. По словам команды, печать заняла почти трое суток, а полный производственный цикл — всего несколько недель, что существенно сокращает сроки по сравнению с традиционной ковкой, которая требует дорогих штампов и имеет ограничения по геометрии. Криогенное испытание выполняли в KARI с установкой тензодатчиков и высокоскоростной съемки для подтверждения расчетов прочности. Далее планируются циклические тесты и сертификация для flight-qualification.
Более легкие и прочные криогенные баки ускоряют создание ракет и спутников, снижают стоимость запусков и дают гибкость в проектировании — от резервуаров для жидких окислителей/топлива до систем хранения гелия для ориентации аппаратов. Для научных миссий это означает более быстрый вывод телескопов и зондов, увеличение полезной нагрузки при неизменной массе и возможность кастомизировать конструкции под конкретные эксперименты (например, длительное хранение криогенных рабочих жидкостей для инфракрасной астрономии).
Хотите глубже понять, почему инженеры так борются за более крупные и легкие криобаки? Лучший кейс — эволюция SpaceX от Falcon до Starship: переход на метан, другая материальная база, возвращение ступеней и дозаправка на орбите потребовали увеличить объем топливных баков в десять раз. Как плотность топлива, тепловые потери, массовая доля и профиль миссии меняют архитектуру ракеты — читайте в разборе Starship против Falcon: почему SpaceX увеличила объем баков в 10 раз.
По материалам interestingengineering, kamic
