3D-печать жидкостных ракетных двигателей малой тяги

ЖРД малой тяги, или жидкостные ракетные двигатели малой тяги, - это тип ракетных двигателей, предназначенных для создания небольшого усилия, но с высокой частотой включений. Они обычно используются для коррекции орбиты космических аппаратов, ориентации и других маневров, требующих точного управления.

В чем сложность производства ЖРД?

Несмотря на свой небольшой размер это полноценный двигатель, работающий на паре топливо-окислитель при этом температура сгорания топлива может достигать 3500°C. Весь конструктив нужно выполнить в очень маленьком размере, не забыв при этом сократить вес устройства до минимума.

На помощь приходят аддитивные технологии

3D-печать металлом дает возможность создавать ЖДР с интегрированными системами охлаждения, подачи и смешения топлива и все это выполняется 1 деталью из жаропрочных сплавов, а иногда и нескольких сплавов одновременно (см. раздел Исследования).

3D-печать металлом исключительно эффективна для производства маленьких изделий со сложной геометрией. Поэтому напечатанные ЖРД малой тяги имеют очень маленькую себестоимость - на порядки отличающуюся от своих классических аналогов.

Испытания

В НИК-101 АО «НИИМаш» успешно прошли огневые испытания ракетного двигателя малой тяги напечатанного на 3D-принтерах 3DLAM. Всего было изготовленно более 50 образцов двигателей.

https://niimashspace.ru/index.php/news/2011-01-18-05-32-37/584-ispytaniya-raketnogo-dvigatelya-na-ekologicheski-bezopasnom-toplive

Какие основные преимущества аддитивных технологий

Экономика - стоимость 3D-печати двигателя целиком несравнимо меньше изготовления даже одной из составных деталей классического аналога.
Повторяемость - весь процесс производства автоматизирован, это дает хорошую повторяемость независящую от навыков персонала.
Скорость - цикл печати двигателя менее 1 дня.
Масштабируемость - 3D-печать металлом очень просто масштабируется в объемах производства. Оборудование имеет очень высокую степень автоматизации и не требовательно к большому количеству высококвалифицированного персонала.

Международный опыт

Всем известная фотография эволюции двигателей Raptor от SpaceX наглядно показывает преимущество аддитивных технологий. В интегрированных изделиях гораздо меньше частей и проще процесс производства. Это позволяет компании делать большое количество запусков, улучшать экономическую эффективность и развивать технологический потенциал.