3d-надрукований ракетний двигун відкрив нову еру в освоєнні космосу

Новини та проекти
Ракета, яку було запущено 25 травня з Нової Зеландії, особлива. Мало того, що це був перший запуск з приватної території, в цій ракеті вперше використано двигун, майже повністю надрукований на 3d-принтері. Звісно, це не “перша 3d-надрукована ракета в космосі”, як описано в деяких заголовках. Проте таке формулювання підкреслює, наскільки серйозно дана технологія виробництва застосовується космічній галузі. Члени команди, що займаються розробкою ракети Electron з американської компанії RocketLab, кажуть, що мотор, надрукований за 24 години, забезпечує ефективність та переваги в продуктивності кращі за інші системи. Поки що точних деталей щодо 3d-надрукованих запчастин немає. Але, скоріш за все, більшість з них були розроблені, щоб мінімізовувати вагу зі збереженням структурних характеристик. Інші компоненти могли бути оптимізовані, щоб забезпечити ефективний потік рідини. Ці переваги – зменшення ваги та можливості для нових складних проектів – серйозні аргументи, щоб застосовувати 3d-друк у суттєвіших призначеннях в освоєнні космосу. ракетный двигатель 3д принтНабір технологій, відомий під назвою адитивне виробництво або 3d-друк, добре справляється з виготовленням дуже складних моделей. Наприклад, гратчасті конструції друкуються саме в тому напрямку, що потрібно, тому вони важать менше, але настільки ж міцні, як і схожі суцільні компоненти. Це надає можливість створювати оптимізовані, легкі запчастини, які раніше неможливо було виготовляти економічно або ефективно традиційними методами. Мікрорешітка Боїнга – приклад, що відображає крайнощі, адже виготовляються механічно звукові структури, які нібито на 99,9% складаються з повітря. Не всі процеси 3d-друку можуть досягти такого, але в літаках та космічних кораблях навіть зменшення ваги на декілька відсотків може мати суттєві переваги завдяки скороченню використання палива. Як правило, 3d-друк краще підходить для виготовлення відносно невеликих складних деталей, ніж великих простих конструкцій, в яких високі матеріальні та технологічні витрати будуть суттєвіші за будь-які переваги. Так, перероблене сопло може посилити змішування палива всередині двигуна, що призводить до кращої ефективності. Збільшення площі теплового екрана з використанням узорчастої, а не плоскої поверхні, може означати, що тепло розподілятиметься ефективніше, знижуючи ймовірність перегріву. Ці методи також дозволяють використовувати у виробництві менше матеріалу, що важливо для космічних компонентів, сировина для яких дуже дорога та часто рідкісна. 3d-друк також може за раз продукувати цілі системи замість того, щоб збирати їх з великої кількості деталей. Наприклад, NASA використали цю технологію, щоб зменшити кількість компонентів в одному зі своїх ракетних інжекторів від 115 до всього двох. До того ж з 3d-друком можна запросто виготовляти невеликі партії деталей – чого й космічна промисловість часто потребує – без попереднього створення дорогих засобів виробництва. печать ракетного двигателя на 3д-принтере
На орбіті
3d-принтери також можуть знайти застосування в космосі, де важко зберігати велику кількість запасних частин чи відправляти для заміни за тисячі кілометрів на Землю. На Міжнародній космічній станції вже є 3d-принтер, тому якщо щось зламається, інженери зможуть відправити макет потрібної для заміни деталі, а космонавти її надрукують. Наявний зараз принтер має справу лише з пластиком, тому більш ймовірно, що він використовуватиметься для виготовлення інструментів або змінних запчастин, таких як дверні ручки. Але як тільки на 3d-принтерах стане легше використовувати інші матеріали, спостерігатиметься ріст їх застосування. Колись люди в космосі зможуть виробляти власні продукти харчування і навіть біологічні матеріали. Переробні підприємства зможуть використовувати зламані частини для виготовлення деталей на заміну. Заглядаючи вперед, 3d-принтери зможуть виявитися корисними в будівництві колоній. Місця як місяць не мають достатньо традиційних будівельних матеріалів, але Європейське космічне агентство вже довело, що сонячна енергія сприятиме будівництву “цегли” з місячного пилу, що могло б стати хорошим початком. Тепер дослідники вивчають можливості використання 3d-друку, щоб втілити цю ідею та надалі розвивати повномасштабний друк будівель на місяці. Для того, щоб багато з цих ідей втілити, слід досліджувати більше сучасних матеріалів та процесів, які зможуть виготовляти компоненти, здатні витримувати надзвичайно суворі умови космосу. Інженерам також слід працювати над розробкою оптимізованих конструкцій та тестуванням 3d-надрукованих запчастин, щоб переконатися, що вони безпечні. Докучливою є також проблема гравітації, тобто її відсутність. Багато поточних процесів використовують як сировину порошки або рідини, тому вочевидь будуть потрібні деякі трюки, щоб здійснювати їх безпечно у середовищі з низькою чи мікрогравітацією. Деякі з цих бар’єрів викличуть потребу в зовсім нових матеріалах і методах. Так як дослідження триває, 3d-друк вочевидь все більше використовуватиметься в космосі, хоча повністю надрукований космічний корабель й не запуститься найближчим часом. Небо більше не межа. Оригінал публікації

Коментарі 0

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.