（南极熊）3D打印火箭发动机全周期点火实验

2024-05-08 23:02:30 | 来源: 互联网整理

△ 太空3D打印火箭发动机全循环点火实验

南极熊获悉，3D打印火箭初创公司Space预计最快将于2022年夏季发射首枚全金属3D打印火箭。原定目标日期2020年改为今年夏季，比原计划晚了约18个月。 如果此次成功实现发射1号（ 1），将意味着其在商业发射行业站稳了脚跟。

△火箭机库和发射台基础设施将于2022年4月完工

最新进展

首席财务官莫表示，各项发射前测试已于上周结束，火箭将于5月31日从加州长滩运往佛罗里达州卡纳维拉尔角发射场。

1 可以将重达 1,000 公斤（2,204 磅）的有效载荷送入轨道。 据称，首次发布会是为了产品演示。 虽然尚未正式发射，但后续发射合同已与 NASA 和国防部创新部签署。

△ 1（左）和 R（右）体积对比

火箭发射需求快速增长

据称，该公司正在开发的另一种火箭 R是可重复使用的； 同时，其有效载荷比人族1号高出近20倍，专为运输商业级卫星等重型货物而开发。 展望未来，鉴于客户对此类大型火箭的商业需求，“我们将优先考虑 R”。

过去两年，该公司的员工数量增加了五倍，达到近 800 人，并从 Mark Cuban、Tiger LLC 和 Jared Leto 等投资者那里筹集了约 13 亿美元。

△1搭载9台Aeon火箭发动机

技术优势（60天打造全金属3D打印火箭）

1发动机最突出的特点是它的简单性——通过减少发动机燃烧室、点火器、涡轮泵、反作用推进器和运载器增压系统的零件数量，它只有大约100个零件，而大多数火箭发动机通常有数千个零件。 据称，这款发动机不到60天就可以打印出来。

△3D打印的Space Aeon发动机

该专利技术实现了新的价值链和创新的结构设计。 工厂可以增加提高1枚火箭的设计、生产、质量和速度的能力。 优点包括：

零固定工具，减少零件数量

更快的设计迭代和零件优化

实时质量控制和零件检查，在 3D 打印期间和之后检查零件，以确保它们符合最高的均匀性和质量标准

传感器和分析驱动的机器学习

专为 3D 打印而设计的多种专有合金，旨在满足关键任务性能

金属3D打印技术助力火箭制造新模式

成立 ，这是第一个自动化火箭制造的航空航天平台，垂直整合智能机器人、软件和数据驱动的3D打印技术。

△充分利用3D打印独特的技术优势

该工厂集成了全球最大的金属3D打印机和人工智能驱动的控制装置，不断优化生产，从而大大提高质量和时间，降低成本，并实现以前不可能的产品设计制造。 您可以自己打印 95% 的火箭部件，只外包剩余 5% 的电缆、芯片或橡胶部件。

作为第一家应用全3D打印火箭的公司， 1是第一个应用的产品。 该公司声称，20 年内，他们的 工厂将扩展到整个航空航天行业。

△新的价值链：专门为3D打印设计部件→选择合适的原材料→金属3D打印成型→实现低成本、高效率的火箭制造目标

△专为高强度合金丝的物理性能而设计，内部材料表征实验室旨在满足关键任务结构要求以快速迭代开发新合金

△智能控制、实时质量控制和零件检测、智能数据驱动制造、机器学习控制算法、增材减材一体化金属3D打印，可实现复杂的几何形状

△传感器和分析、自动化机器人和路径规划、在制造过程中捕获验证和确认数据、灵活且高度可扩展的系统架构、基于云的制造模拟和培训

一般认为，火箭由四个主要系统组成：有效载荷、制导、推进和结构。 60年来，它一直依靠大型工厂、固定工具、复杂的供应链和大量的体力劳动，在两年或更长时间内制造出包含多个零件的昂贵火箭。

△最大有效载荷：近地轨道至185KM； 太阳同步轨道900公斤至500公里，700公斤至1200公里

第一级火箭有九个Aeon 1发动机； 第二级火箭有一台 Aeon Vac 发动机，可以重新启动。

推力：近地轨道每台发动机 19,500 lbf-vac，合计 175,500 lbf-vac； 太阳同步轨道上的 22,500 lbf-vac。

竞争激烈的太空业务

使用3D打印技术生产火箭将在激烈的市场中与其他火箭初创公司和更成熟的航天公司竞争，例如埃隆·马斯克的Space Corp、Lab USA、Orbit、Astra Space和杰夫·贝佐斯的Blue LLC等。

△ Space的室内3D打印技术

不过，该公司表示，鉴于其独特的3D打印生产能力，它可以比竞争对手更快地制造火箭并满足客户的发射任务。 90%以上的火箭都是由机器“打印”出来的，与传统制造工艺相比，有效降低了成本。

R 的开发工作正在转移到长滩机场附近一座占地 100 万平方英尺（93,000 平方英尺）的更大工厂，波音公司此前曾在那里生产 C-17 军用货机。 该公司还表示，希望未来利用3D打印技术在火星上建立工业基地。

△人族火箭工厂效果图

太空中的重大事件：

> 2021年10月：人族1号进行第一阶段测试，包括防水、低温和飞行压力测试；

> 2021 年 12 月：在 LC-16 完成雨鸟测试。 雨鸟是水系统的一部分，将用于减轻起飞过程中的声音影响；

> 2021年12月：在密西西比州的美国宇航局斯坦尼斯航天中心建造了一个新的两室测试台，该公司在那里进行发动机测试；

> 2022年1月：完成第一台真空发动机完整测试，运行时间310秒；

> 2022年2月：完​​成首架全尺寸飞机结构试验；

> 2022年3月：进入第二阶段，从加州总部发货；

> 2022年4月：测试完成，试射成功后60秒；

> 2022 年 5 月：从斯坦尼斯到佛罗里达的运输正在进行中。

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