Прототипы двигателей изготовлены методом прямого лазерного осаждения

Проект RAMPT (Rapid Analysis and Manufacturing Propulsion Technology) использует 3D-печать для изготовления крупногабаритных деталей ракетных двигателей методом прямого лазерного осаждения. NASA планирует использовать эту технологию для изготовления двигателей сверхтяжелых ракет-носителей SLS.

Методика прямого лазерного осаждения (Direct Energy Deposition – DED) заключается в лазерном наплавлении металлических порошков, напыляемых потоком газа. Головка, оснащенная лазерной оптикой и системой подачи порошка, позиционируется 5-осевым роботом-манипулятором, позволяющим создавать  изделия размером 1 х 1 х 1 метра со сложной внутренней геометрией, например, с интегрированными каналами для циркуляции охлаждающей жидкости, помогающими эффективно отводить тепло от двигателя при рабочей температуре в камере сгорания около 6000°C. По программе RAMPT создан прототип образца сопла ракетного двигателя размером 0,965 м в высоту и диаметром 1,0 м. На изготовление ушло 30 дней вместо одного года, который требуется на аналогичное изделие при использовании традиционных технологий.

Успехи команды RAMPT привлекли внимание конструкторов, работающих над проектом SLS (Space Launch System) – сверхтяжелой ракетой-носителем нового поколения, предназначенной для запуска пилотируемых космических аппаратов Orion к Луне в рамках программы Artemis.

Пол Градл, один из руководителей проекта RAMPT в Центре космических полетов имени Джорджа Маршалла поясняет: «Традиционное производство сопел — сложный процесс, отнимающий много времени. Аддитивное производство методом прямого лазерного осаждения порошков позволяет создавать крупногабаритные компоненты со сложными внутренними формами, ранее нереализуемыми. Мы получаем возможность сокращения временных и денежных издержек, связанных с производством сопел с интегрированными охлаждающими каналами и других ключевых компонентов ракет».

Джон Хефлин, менеджер отдела жидкостных ракетных двигателей программы SLS уточняет: «Изготовление сопел с интегрированными каналами и других компонентов с помощью этой технологии аддитивного производства позволило бы нам производить двигатели для ракет-носителей SLS в требуемых масштабах, с повышением темпов производства и снижением себестоимости».  

Команды RAMPT и SLS работают над созданием изделий до 1,5 м в диаметре и более чем 2 м в высоту. Технология 3D-печати методом прямого лазерного осаждения позволяет значительно снизить затраты и сократить срок изготовления двигателя, а также снизить его вес и повысить эффективность системы охлаждения.

Источник: NASA