RCI完成其Comet系列Hybrid 3D打印火箭发动机的测试

时间：2020-05-19 15:18 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

中国3D打印网5月19日讯，美国太空技术创业公司Rocket Crafters Inc.（RCI）已完成其Comet系列Hybrid 3D打印火箭发动机的测试。在完成49项实验室测试后，最新的发动机被设计为Rocket Crafters的STAR-3DTM混合火箭发动机的大规模概念验证，比今年晚些时候计划的测试飞行时间提前。“我们为看到的数据感到兴奋，并很快将要进行火箭飞行。” Rocket Crafters总裁Rob Fabian说，“测试的引擎性能在模型上符合预期。”

已经完成了对Comet火箭发动机的测试。图片来自Rocket Crafters的John Kraus。
火箭和增材制造
这家总部位于佛罗里达州的航空航天公司一直在开发其混合动力技术，目的是提供一种更可靠，更实惠的替代方案，以将有效载荷发射到轨道上。Rocket Crafters的专利发动机设计方法结合了3D打印的固体火箭燃料颗粒和液体推进剂，试图利用两种方法的优势。尽管固体推进剂持续燃烧直到耗尽，但3D打印允许以特定的图案打印燃料，从而确定推进剂的燃烧方式。另外，3D打印改善了固体推进剂燃料的一致性和可靠性，并减轻了传统推进剂产生的过度振动的问题。据中国3D打印网了解，混合动力发动机比同等液体推进剂更便宜，更快，更安全，并且具有节流和重新启动的能力。
2017年7月，美国国防高级研究计划局（DARPA）授予该公司542,600美元的研究合同，以开发其3D打印火箭燃料引擎。作为研究协议的一部分，Rocket Crafters被允许测试具有飞行能力的火箭发动机使用位于佛罗里达州太空海岸的特制测试台，以评估火箭的节气门和紧急发动机关闭能力。

3D打印机驱动的混合动力发动机的发动机零件，准备组装。图片来自Rocket Crafters。
测试3D打印火箭
这些测试是在过去三个月中于该公司位于佛罗里达州可可的肯尼迪航天中心以南约20英里的工厂进行的。彗星火箭已经在实验室进行了250-500磅的推力测试，但是自2月份以来，火箭使用了完整的5000磅推力发动机，这是迄今为止实验发动机的最大版本。在三项测试中，有两项是成功的，并且与公司的性能模型非常匹配，但第三项出现了超压异常，从而损坏了测试台和发动机。分析得出的结论是，发动机的辅助部件最初出现故障，导致燃烧室内压力过大。 Rocket Crafters团队坚持认为STAR-3DTM核心发动机设计没有问题，并且在研发方面仍可以认为测试是成功的。
Fabian表示：“这就是我们进行测试的原因，我们发现并修复了测试中的问题，因此我们不会将其放在发射台上。我们正在从这里前进。”Rocket Crafters计划在今年晚些时候进行首次试飞，该试飞将由STAR-3DTM混合动力火箭发动机的较小版本提供动力。随后将进行两次较大的试飞进入轨道，并使用无畏小型卫星运载火箭向低地球轨道提供商业服务，尽管尚未确定这些发射的日期。

5,000 lbf的引擎比实验室测试的引擎强大十倍。图片来自Rocket Crafters。

增材制造和太空发射

越来越多的公司正在利用3D打印技术来开发用于商业用途的不同类型的火箭燃料。例如，来自澳大利亚詹姆斯库克大学（JCU）的科学家已经使用3D打印的燃料颗粒为混合动力火箭发动机提供动力。使用带有铝颗粒的PLA，可以制造3D打印的圆形晶粒，其初始尺寸为长度100mm，直径20mm和6mm直圆形燃烧口。尽管他们在2019年8月的测试中表现不佳，但研究人员认为这种燃料具有潜力。

新加坡初创公司Gilmour Space Technologies于2016年7月从澳大利亚发射了一颗由3D打印燃料提供动力的自制火箭。这种由两种不具名材料组成的燃料为一枚3.6m长的火箭提供动力，该火箭从澳大利亚昆士兰州向轨道发射。该公司于2017年5月获得了370万美元的A轮融资，以继续开发使用3D打印火箭燃料的运载火箭。

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