新的Ariane 6 Vinci發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)室采用3 D打印方式生產(chǎn)

dy1993   2017-07-24 09:53:50

最新一代的Ariane 6阿麗亞娜空間火箭將于2020年投入使用,新型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)增加了有效載荷能力和靈活性,以高可靠性并適合執(zhí)行各種任務(wù)。

Vinci發(fā)動(dòng)機(jī)的部分零件在德國(guó)奧托布倫生產(chǎn),并為Ariane 6火箭提供動(dòng)力,一旦火箭利用其固體燃料助推器逃逸了地球的引力場(chǎng),Vinci發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)接管后續(xù)的推力。發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)既節(jié)能又輕便,對(duì)于確??臻g最佳推進(jìn)起到重要作用。

圖片:Vinci發(fā)動(dòng)機(jī)火箭推進(jìn)室,來源:德國(guó)宇航中心

增材制造和粉末冶金技術(shù)都被采用到Vinci發(fā)動(dòng)機(jī)中的零件的制造過程中,發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)人員認(rèn)為3D打印可以降低成本并優(yōu)化加工效率。根據(jù)Ariane計(jì)劃的Denis Regenbrecht,3D打印尤其適用于涉及到復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零件生產(chǎn),不僅消除昂貴的制造成本,還可以通過簡(jiǎn)化發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)從而大大降低了其他方面的成本。

這樣的成本效益對(duì)于生產(chǎn)所有的空間技術(shù)來說是至關(guān)重要的,歐洲發(fā)射系統(tǒng)在全球市場(chǎng)上面臨的競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈,根據(jù)Denis Regenbrecht,“競(jìng)爭(zhēng)將來會(huì)加劇控制成本的壓力,Ariane 6號(hào)是對(duì)這種競(jìng)爭(zhēng)壓力的積極應(yīng)對(duì),因?yàn)槠浒l(fā)射費(fèi)用將約為Ariane 5號(hào)的一半?!?/span>

Vinci發(fā)動(dòng)機(jī)的主體將由Ariane集團(tuán)在法國(guó)的Vernon工廠生產(chǎn),而燃燒室則在德國(guó)生產(chǎn)。 Vinci在膨脹器循環(huán)后使用低溫氫(LH2: – 負(fù)253°C下的液態(tài)氫)作為燃料,低溫氧(LOX – 零下180°下的液態(tài)氧)作為氧化劑。首先,燃料在燃燒室周圍流動(dòng),冷卻并蒸發(fā)。由該方法產(chǎn)生的氣體用于驅(qū)動(dòng)渦輪泵,氧化劑和燃料進(jìn)入燃燒室,在那里它們與另外的氧化劑一起燃燒。

據(jù)報(bào)道,Ariane 5號(hào)在其79次成功發(fā)射中是迄今為止最可靠的運(yùn)載火箭之一。阿麗亞娜6的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過仔細(xì)測(cè)試,以確保有效載荷并安全運(yùn)輸?shù)教?,進(jìn)一步的測(cè)試正在德國(guó)蘭波德豪森(Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt,簡(jiǎn)稱DLR)空間推進(jìn)研究所進(jìn)行。

總部位于科隆的德國(guó)宇航中心(DLR)是德國(guó)負(fù)責(zé)研究航空航天并且計(jì)劃、實(shí)施航天任務(wù)的機(jī)構(gòu),是德國(guó)國(guó)家級(jí)航空和航天研究中心,其廣泛的研究和開發(fā)工作被納入國(guó)家和國(guó)際合作項(xiàng)目中。

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