Специалисты Европейского космического агентства (ЕКА) провели успешные испытания реактивного двигателя, камера сгорания, сопло и выходной раструб которого были изготовлены при помощи технологий промышленной трехмерной печати. Эти испытания, наряду с подобными испытаниями, проведенными в свое время НАСА, являются демонстрацией того, что технологии трехмерной печати являются вполне подходящими для их использования в авиационной и космической промышленности, позволяя сократить расходы за счет упрощения некоторых технологических процессов. Кроме этого, технологии 3D-печати обеспечивают производству высокую гибкость, что также имеет большое значение в современных условиях.
Камера, в которой сгорает гидразиновое топливо, сопло и раструб реактивного двигателя 10 N были напечатаны слой за слоем из сплава платины-родия при помощи лазерного трехмерного принтера, используемого обычно для производства ювелирных украшений. После изготовления элементов реактивный двигатель был собран и установлен на испытательный стенд. Во время тестовых запусков, во время которых температура некоторых элементов двигателя достигала 1253 градусов, этот двигатель продемонстрировал характеристики, не отличающиеся от характеристик двигателей, изготовленных при помощи более традиционных методов механической обработки.
«Нашей целью являлась проверка альтернативного метода производства, который позволяет значительно сократить производственные затраты» — рассказывает Лорент Пэмбэгуиэн (Laurent Pambaguian), инженер ЕКА, — «В самом начале мы все сомневались, что технология сплавления металлического порошка может дать столь качественный результат. Но результаты проведенных испытаний заставили нас изменить свою точку зрения на этот вопрос».
Печатая детали слой за слоем, трехмерный принтер почти не создает отходов по сравнению с технологиями механической обработки, при которой камера сгорания и раструб изготавливаются из цельного куска металла. И это имеет достаточно важное значение, с учетом того, что компания Airbus Defence & Space ежегодно изготавливает от 150 до 200 гидразиновых реактивных двигателей, а стоимость платинородиевого сплава составляет около 63 долларов за один грамм.
Следует отметить, что в настоящее время практически все компании и организации, занимающиеся космической техникой, экспериментируют с технологиями трехмерной печати. Не является исключением и компания SpaceX, которая в 2014 году провела испытания двигателя SuperDraco, в котором была установлена камера сгорания, изготовленная на 3D-принтере из сплава хрома-никеля.
Вполне вероятно, что широкое внедрение технологий трехмерной печати в космическую отрасль окажет огромное влияние на развитие космической техники. Лишенные ограничений, связанных со сложностью создаваемых узлов и ограничений технологий механической обработки металлов, инженеры смогут создавать более сложные и компактные узлы будущих космических кораблей. И естественно, технологии трехмерной печати могут быть использованы при сооружении космических баз на других планетах, спутниках планет, астероидах и других космических телах.
А в самом ближайшем будущем специалисты ЕКА планируют напечатать компоненты реактивного двигателя из сплава платины-иридия, который имеет некоторые характеристики, превосходящие характеристики сплава платины-родия.
Источник: