Новый этап в ракетостроении: аэроспайковый двигатель напечатали за 289 часов

3D-печать уже переходит из разряда экспериментов в статус реального инструмента для новой ракетной техники. На этот раз внимание привлек проект компании LEAP 71 и китайского производителя HBD, которые изготовили крупный ракетный двигатель с аэроспайковым соплом XRA-2E5 методом металлической 3D-печати. Речь идет о криогенном метано-кислотном двигателе высотой около одного метра и тягой 200 кН, то есть примерно 20 тонн.

Специалисты готовят к дальнейшим испытаниям полноразмерный 3D-печатный ракетный двигатель XRA-2E5 с аэроспайковым соплом, созданный для перспективной многоразовой системы Oryx. Источник: leap71

Разработчики заявляют, что это самый большой 3D-печатный аэроспайковый двигатель такого типа, созданный в виде монолитной конструкции. Его напечатали из жаропрочного сплава Inconel 718 за 289 часов непрерывной работы на установке HBD 800. Особенность аэроспайковой схемы в том, что она теоретически обеспечивает высокую эффективность в широком диапазоне высот — от плотных слоев атмосферы до вакуума, а значит, хорошо подходит для перспективных многоразовых систем.

Космос для каждого

Магазин от Universe Space Tech

Журнал №3 (178) 2020

К товару

Конструкцию создали с помощью системы Noyron от LEAP 71, которая использует физические модели и инженерные ограничения для автоматизированного проектирования.

Проект связан с многоразовой ракетой Oryx от Aspire Space. На официальном сайте компании указано, что система будет иметь верхнюю ступень с двигателями по 200 кН, а первое огневое испытание такого двигателя запланировано на третий квартал 2026 года. Если эти планы будут реализованы, 3D-печать еще прочнее закрепится как один из ключевых производственных подходов в современном ракетостроении.

Концепт многоразовой ракеты Aspire ORYX и орбитального корабля D2 Cargo Spaceship, для которых разрабатывается 3D-печатный аэроспайковый двигатель нового поколения. Источник: aspire

Как это работает? Сначала инженеры создают цифровую модель двигателя, после чего промышленный 3D-принтер печатает его из металлического порошка слой за слоем, сплавляя материал с помощью лазеров. Таким образом можно сразу изготовить очень сложную форму с внутренними каналами охлаждения, которую обычными методами пришлось бы собирать из множества отдельных деталей. В результате производство ускоряется, а сама конструкция становится более компактной и целостной.

От небольших прототипов до полноразмерного XRA-2E5: LEAP 71 и HBD продемонстрировали эволюцию 3D-печатного аэроспайкового двигателя высотой около одного метра и тягой 200 кН. Источник: leap71

Почему это важно? Такая технология важна прежде всего тем, что позволяет быстрее изготавливать сложные силовые установки, сокращать количество деталей и потенциальных слабых мест в конструкции. Это означает сокращение циклов разработки ракет, снижение стоимости экспериментальных двигателей и ускорение тестирования новых решений для вывода на орбиту научных аппаратов, телескопов, межпланетных зондов и спутниковых платформ.