美國宇航局成功測試3D打印的液態(tài)甲烷渦輪泵

寂靜天花板

日前，美國宇航局（NASA）成功測試了一個以液態(tài)甲烷為燃料的3D打印火箭發(fā)動機(jī) 渦輪泵,。科學(xué)家們認(rèn)為,，液態(tài)甲烷是NASA登陸火星計劃中航天器的理想發(fā)動機(jī)推進(jìn)劑,。

“這是NASA迄今測試過的使用液態(tài)甲烷的最復(fù)雜的火箭部件之一。液態(tài)甲烷是火星登陸器和其它航天器中效果很好的推進(jìn)燃料,�,！蔽挥诎⒗�巴馬州Huntsville的馬歇爾太空飛行中心推進(jìn)器系統(tǒng)部經(jīng)理Mary Beth Koelbl說：“增材制造或者3D打印使我們能夠快速射設(shè)計、建造并測試兩個具有相同設(shè)計的渦輪泵,。這兩個渦輪泵分別以液態(tài)甲烷和液氫做推進(jìn)劑,，都工作得很好。

據(jù)稱,，渦輪泵的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,，因?yàn)樗�需要通過渦輪的快速旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動泵，并由后者向發(fā)動機(jī)供應(yīng)燃料輪,。整個功率測試中,，該渦輪機(jī)產(chǎn)生了600馬力的動力，導(dǎo)致燃料泵每分鐘的轉(zhuǎn)速超過36,000轉(zhuǎn),，而且每分鐘可向發(fā)動機(jī)提供600加侖的半低溫液態(tài)甲烷——足夠發(fā)動機(jī)產(chǎn)生超過22,500磅的推力,。此外，研究人員還在低功率水平下完成了三個其他測試,。

除此之外,，NASA還在2015年完成了氫渦輪泵組件測試和液氫/液氧實(shí)驗(yàn)機(jī)的測試。這些測試以及火箭發(fā)動機(jī)的噴油嘴和其它部件的制造和測試為推進(jìn)復(fù)雜火箭發(fā)動機(jī)的3D打印,、更高效地制造未來的航天器（包括以液態(tài)甲烷為原料的登陸器）鋪平了道路,。

“甲烷推進(jìn)和增材制造對于未來的星際探索，包括NASA的火星任務(wù)，來說是兩大關(guān)鍵技術(shù),�,！瘪R歇爾太空飛行中心的推進(jìn)工程師Graham Nelson稱，他也參與了這次測試,。

液態(tài)甲烷的溫度是零下159攝氏度,，而液態(tài)氫則需要被冷卻到零下240攝氏度。液態(tài)甲烷溫度更高就意味著它汽化得更慢,，因此更容易存儲更長的時間,，有利于長時間的太空旅行。此外,，當(dāng)下的技術(shù)條件使得人們可以用二氧化碳來制造甲烷火箭燃料,，而二氧化碳在火星大氣中的含量非常豐富。

此次測試還確保了3D打印的部件可以在類似登陸器,、運(yùn)載火箭或其他太空飛行器的條件下成功運(yùn)行。這些測試數(shù)據(jù)也將提供給那些正在致力于使用3D打印技術(shù)打造滿足航空航天標(biāo)準(zhǔn)的部件,，并降低其成本的美國公司,。為此所有關(guān)于材料屬性及性能上的數(shù)據(jù)都被編進(jìn)了NASA材料和工藝技術(shù)信息系統(tǒng)（MAPTIS），這是一個經(jīng)過批準(zhǔn)的用戶方可使用的信息系統(tǒng),。

“增材制造使得我們打造的渦輪泵部件數(shù)減少了45%,。”馬歇爾中心的推進(jìn)工程師Nick Case說,，他領(lǐng)導(dǎo)了這次測試,。“這使得我們很經(jīng)濟(jì)地打造出了兩個渦輪泵,，并且很快就將它們放到了測試臺上并獲得結(jié)果,。我們下一步將在與去年進(jìn)行液氫測試類似的配置條件下，對帶有其他3D打印發(fā)動機(jī)部件的液態(tài)甲烷渦輪泵進(jìn)行測試,�,！�

- y2 p8 Z* |/ g9 m9 ^: A3 C' B