ESA 3D打印火箭发动机陶瓷推进器通过点火测试
近日,由欧洲航天局资助,由英国伯明翰大学先进制造讲师Khamis Essa博士领导的一个研究项目宣布,更多新开发的可以用在火箭发动机上的3D打印部件成功通过了点火测试。欧洲航天局(ESA)一直在努力尝试将3D打印技术用于太空领域的应用。就在半个月前,该机构与空客防务与空间公司合作 。
Essa博士领导的这个研究项目历时数年,已经开发出世界上首款3D打印的陶瓷催化床。欧洲航天局的过氧化氢基单组元推进剂在上面反应得非常好,这种推进剂与以前普遍使用的有毒而且不稳定的肼(hydrazine)相比,更加环保。
(非3D打印)陶瓷整体催化单元阵列,来自ESA
这种先进的组合提供了一个“极具活性”的催化床,为进一步设计提升催化床的性能、以及推进器的尺寸和性能效率,供了相当大的空间。它同时也缩减了成本和生产时间,并减少了材料浪费,同时还使整个系统更加环保。
为了打造使用3D打印催化床的推进器,研究人员首创了一种技术来制造和涂布复杂的、高分辨率陶瓷。据了解,这些部件的分辨率小于100微米,具有很高的表面积/单位质量比,在高水平的测试中能够达到性能要求的参数,而且能够实现可重复的结果。
“这些测试结果是令人印象深刻的。”Essa博士指出,“我们的测试团队表示,他们从来没有见过这样的测试表现。我很高兴开发出了如此具有革命性的新技术,并期待着看到他们在航天事业中发挥作用。”
示意图显示出这种先进推进器的内部设计和位置,其整体催化单元方阵位于喷嘴上方。旁边是1欧分的硬币
对于该部件的测试是由伯明翰大学团队与DELTACAT、南安普敦大学共同进行的。使用新开发技术3D打印的整体催化床显示,在某些领域,其点火测试的结果要由于作为参照物的二氧化铈颗粒催化剂床。
研究人员称,在测试过程中产生了非常不错的结果。比如在对使用全新设计的发动机进行性能测试时,该发动机在700℃温度、3.5巴压差下产生了一个20N的推力。
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