NASA希望Aerojet Rocketdyne用3D打印零件制造更多的火箭发动机
时间：2020-06-12 11:49 来源：中国3D打印网 作者：中国3D打印网 阅读：次
作为与NASA长期合作关系的一部分，加利福尼亚萨克拉曼多的Aerojet Rocketdyne将制造总共24架RS-25火箭发动机，以支持多达6架SLS飞行，合同总价值近35亿美元。该公司最初预定生产六台新的RS-25发动机，最近又获得了一份价值17.9亿美元的合同修改合同，以制造18台额外的RS-25火箭发动机，以支持未来的深空探测任务。
“这项合同使NASA可以与Aerojet Rocketdyne合作，制造未来任务所需的火箭发动机，”位于阿拉巴马州Huntsville的NASA马歇尔太空飞行中心的SLS项目经理John Honeycutt说， “已经对执行100多次航天飞机任务的可靠发动机进行了修改，使其功能更加强大，可以发射下一批在阿耳特弥斯任务期间踏上月球表面的宇航员。”
尽管“奋进号”航天飞机现在在洛杉矶加利福尼亚科学中心的博物馆展览中，但它的发动机以及用于发动“发现”号和“亚特兰蒂斯”号航天飞机的发动机一直为SLS维护。但是，与航天飞机不同，SLS不会重复使用其发动机。一旦核心阶段在发射后约八分钟消失，引擎将在重返过程中分解。目前，美国宇航局航天飞机计划还剩余16架RS-25发动机，Aerojet Rocketdyne已对其进行升级，测试，并准备支持前四个SLS任务。然而，随着更多的SLS任务有望在本世纪末开始执行，Aerojet Rocketdyne被要求制造更多的发动机。实际上，已经使用先进的制造技术（包括3D打印）组装了六台新的消耗性RS-25发动机，从而降低了制造每台发动机的成本和时间。
另外的18台发动机将继续利用供应链的优化，并结合SLS发动机最初生产中已经引入的增材制造（AM）技术。
初始SLS配置，由RS-25火箭发动机提供动力（来源：NASA）
运用AM技术降低成本并提高引擎效率是航空航天和国防公司的头等大事。 Aerojet Rocketdyne增材制造团队的高级工程师Alan Fung说，数百人一直在从事发动机的设计，开发和制造工作，这些发动机主要依靠激光粉末床融合技术来增材制造至少35台。每个引擎上的零件。“我们的主要重点是制造可靠，坚固的印刷零件，这种零件将在100％的时间内工作。几年前，我们开始设计其中一些部件，以确保它们已通过NASA太空计划的测试和认证，这对即将进行的载人飞行任务的安全至关重要。
Aerojet Rocketdyne的增材制造团队，从左至右：Bryan Webb，Ivan Cazares和Alan Fung（来源：Aerojet Rocketdyne）
随着这些新发动机的交付计划于2023年开始，我们不会浪费任何时间。Alan Fung说：“第一轮的主要任务之一就是与美国宇航局紧密合作，开发认证程序，现在已经有了使用安全已知的AM制造零件的流程，这正是我们需要确保我们的零件能够在为将来的SLS任务提供动力的发动机上工作的真正条件。”
3D打印简化了多个RS-25零件和组件的生产，使发动机的生产成本更低，同时提高了可靠性。零件焊缝较少时，发动机的结构完整性会提高。这是一个非常手动，复杂的制造过程。实际上，火箭发动机的制造是如此复杂，以至于只有少数几个国家能够制造它们。
中国3D打印网点评： 这些新的RS-25发动机是航天飞机发动机的升级版，而航天飞机发动机已经是历史上最可靠的发动机。工程师花了40年的时间使往复式发动机尽可能地可靠，安全和高性能。但是我们认为通过增材制造，我们也可以尝试降低成本。这项技术将彻底改变我们制造引擎的方式”
面对如此多的挑战，拥有经过认证的火箭发动机带动下一个月球探险者进入轨道，就像是前进旅程的垫脚石。毕竟，SLS火箭是NASA进行深空探测的支柱，它将为人类进行长期太空旅行以及最终的火星之旅做好准备。
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