Производитель металлических аддитивных установок SLM Solutions изготовил для британской аэрокосмической компании Orbex двигатель, который назван самым большим в мире ракетным двигателем, созданным с помощью 3D-печати.
Двигатель для коммерческой орбитальной ракеты-носителя Prime был напечатан на 3D-принтере как цельнометаллическое изделие и будет использоваться для доставки на орбиту небольших спутников. Ракета Prime была недавно официально представлена в ходе церемонии открытия нового головного предприятия Orbex в Форресе (Шотландия), созданного при поддержке фонда Европейской комиссии Horizon 2020, Космического агентства Великобритании (UKSA) и других частных и общественных организаций.
На торжественной церемонии Грэм Тернок, исполнительный директор UKSA, заявил: «Новый проектный комплекс Orbex – еще один шаг Великобритании к самостоятельным коммерческим запускам ракет. Это укрепление ее лидерских позиций в Европе в глазах тех, кто устремляет свой взор на орбиту Земли и за ее пределы в поиске новых возможностей».
От безвестного стартапа до инвестиций в 40 миллионов долларов
Orbex была основана в 2015 году с целью вывода на земную орбиту коммерческих аппаратов формата «кубсат» – небольших спутников с массой в несколько килограммов. Компания работала «в режиме невидимости» до июля 2018, когда она объявила о привлечении частного и государственного финансирования в размере 30 млн фунтов стерлингов (40 млн долларов США). Тогда же была официально подтверждена информация о том, что UKSA предоставит Orbex возможность производить запуски с космодрома в Сазерленде, используя его совместно с американским конкурентом – компанией Rocket Lab.
Благодаря 3D-печати Prime стала на 30% легче и на 20% эффективнее по сравнению с любой другой ракетой-носителем этой категории
Легкая ракета-носитель Prime от Orbex заправляется жидким кислородом и пропаном – газом, который является нетоксичной и более дешевой альтернативой водороду. Как и у многих других современных ракет, разгонный блок Prime рассчитан на многократное использование, что снижает объем отходов, возникающих в процессе запуска.
Ракета Prime высотой 19 м и диаметром 1,3 м способна доставлять полезную нагрузку в 150 кг на высоту до 500 км. В этом отношении она сопоставима с ракетой Electron компании Rocket Lab, полезная нагрузка которой составляет от 150 до 225 кг, однако следует учесть, что в этих двух ракетах используются разные виды топлива.
3D-печать двигателя для ракеты Prime
Двигатель для ракеты Prime был напечатан компанией SLM Solutions на крупноформатном 3D-принтере SLM 800. Камера построения SLM 800 имеет размер 260x500 мм и позволяет печатать детали высотой до 800 мм – то, что необходимо для двигателя Orbex.
Двигатель был изготовлен из никелевого сплава, и аддитивный способ производства позволил Orbex затратить на 90% меньше времени и сократить расходы более чем на 50% по сравнению с традиционной обработкой на станках с ЧПУ. Кроме того, по мнению специалистов, такой способ изготовления двигателя дал возможность сделать ракету Prime «на 30% легче и на 20% эффективнее по сравнению с любой другой ракетой-носителем этой категории». На этапе разработки концепции стратегический инвестор Orbex – компания Elecnor Deimos Space продемонстрировала, что масса ракеты Prime составляет всего 18 тонн.
Один из ключевых факторов в процессе производства двигателя – 3D-печать металлом в виде цельного изделия, что существенно повышает его общую надежность в силу отсутствия каких-либо стыков и швов. Рассказывая о процессе создания двигателя, Лукас Панкевич, специалист SLM Solutions по применению 3D-печати, отмечает: «Мы стремились оправдать ожидания команды Orbex в отношении качества и сделать двигатель пригодным для аддитивного производства без ущерба для его функциональности. При подготовке данных была индивидуально настроена каждая поддерживающая структура, чтобы обеспечить наилучшее качество в каждой секции двигателя, учитывая, помимо прочего, процесс постобработки».
Ждем запуска в 2021 году!
В индустрии частных космических запусков появляется все больше конкурентов, которые спешат занять место лидера на коммерческом рынке. Стремясь снизить уровень затрат и разрабатывать новые, облегченные конструкции, многие производители в этой сфере прибегают к использованию 3D-принтеров для производства двигателей. Так, 3D-печать использовалась при создании двигателя Superdraco компании Space X, двигателя AR1 (Aerojet Rocketdyne), двигателя Rutherford (Rocket Lab) и отдельных деталей двигателей серии BE компании Blue Origin.
Первый запуск ракеты Orbex Prime с напечатанным на 3D-принтере двигателем запланирован на 2021 год – это будет вывод экспериментальной полезной нагрузки для компании Surrey Satellite Technology, являющейся лидером в области применения 3D-печати.
Выступая на церемонии официального представления ракеты Prime, Крис Лармор, генеральный директор Orbex, отметил: «Сегодня компания Orbex сделала несколько больших шагов вперед, создав нечто уникальное для Европы — хорошо финансируемый частный проект по запуску микроспутников, за которым стоят отличные производственные возможности, тесное сотрудничество с промышленными предприятиями и быстрый рост числа коммерческих клиентов».
Перевод с английского. Оригинал этого материала на сайте 3dprintingindustry.com
Статья опубликована 05.04.2019 , обновлена 04.03.2022
