3D tisk využijí i motory SLS

Statické zážehy motorů RS-25 na Stennisově středisku mohou vypadat stejně, až se začátečník v kosmonautice může ptát, proč pořád dělají ty samé zkoušky. Vtip je ale v tom, že jednotlivé testy se od sebe drobně liší a vždy se zkouší něco trochu jiného. Kupříkladu zážeh, který proběhl 13. prosince měl kromě jiného zjistit, jak si povede vůbec první velký díl motoru RS-25 vyrobený metodou 3D tisku. Pokud se tyto výrobní postupy osvědčí, mohly by v budoucnu vést ke snížení ceny nových motorů, které mají pohánět novou americkou superraketu.

Při letu se motory i celá raketa značně chvějí, což je způsobeno především prací motorů a pohybem paliva v přívodním potrubí. Těmto vibracím se někdy říká pogo efekt, protože pohyb je velmi podobný pohybu nahoru a dolů na pogo tyči. Testovaný díl vyrobený metodou 3D tisku se označuje jako pogo akumulátor a NASA uvádí, že jeho rozměry jsou srovnatelné s plážovým míčem. Tento díl slouží jako tlumič vibrací, který reguluje pohyb kapalného kyslíku do motoru, čímž předchází vibracím, které by mohly destabilizovat let rakety.

Tím, že se pogo akumulátor vytiskne na 3D tiskárně, ušetří se zhruba stovka svarů, náklady klesnou o zhruba 35% a výrobní čas dokonce o více než 80%! Dosavadní analýza nasbíraných údajů ukazuje, že vytištěný díl si během zážehu vedl podle očekávání, což otevírá dveře dalším podobným součástkám, které by se mohly v budoucnu dočkat zkoušek. Celý program je součástí iniciativy na snížení nákladů kolem rakety SLS. Jde o společnou snahu NASA a firmy Aerojet Rocketdyne z města Canoga Park v Kalifornii, snížit výrobní cenu motorů při zachování jejich výkonu, spolehlivosti a bezpečnosti.

Pogo akumulátor

Pogo akumulátor
Zdroj: http://3dtoday.ru

„Když budeme stavět příští motory RS-25, tak NASA i naši partneři chtějí využít výhody, kterou přináší inovativní výrobní procesy včetně 3D tisku, abychom motory učinili levnějšími,“ popisuje Andy Hardin, manažer programu SLS pro integrační hardware motorů na Marshallově středisku v Huntsville, stát Alabama a dodává: „3D tisk je revoluční metoda a pogo akumulátor je prvním z mnoha dílů, které mohou vznikat rychleji a méně draze.“

Aby snížila cenu vývoje rakety SLS, vybrala NASA motory RS-25, které používaly americké raketoplány. Po jejich odchodu do důchodu tak měla kosmická agentura k dispozici 16 kusů motorů, které následně dostaly moderní kontrolér, jakýsi mozek ovládající všechny činnosti motoru. RS-25 prošly i dalšími drobnými úpravami, které z nich vytáhly ještě vyšší výkon. NASA tedy disponuje motory pro první čtyři starty rakety SLS, ale agentura myslí do budoucna a od firmy Aerojet Rocketdyne objednala dalších šest pohonných jednotek pro budoucí mise.

Owen Brayson, technik firmy Aerojet Rocketdyne provádí inspekci pogo akumulátoru - největšího 3D tištěného dílu, jaký kdy NASA otestovala na raketovém motoru.

Owen Brayson, technik firmy Aerojet Rocketdyne provádí inspekci pogo akumulátoru – největšího 3D tištěného dílu, jaký kdy NASA otestovala na raketovém motoru.
Zdroj: https://www.nasa.gov

„Díky moderním výrobním procesům bude mít nová generace RS-25 méně dílů i svarů, snížíme výrobní čas a také náklady,“ vypočítává výhody Carol Jacobs, která stojí v čele skupiny zodpovědné za motory RS-25 na Marshallově středisku a dodává: „Snížení počtu svarů je důležité, s každým svarem přichází jeho inspekce a případné úpravy. Snížením počtu svarů učiníme díl spolehlivějším a výrobní proces bude výhodnější, což se odrazí i na ekonomice.“

Zážeh z 13. prosince byl začátkem hned dvou testovacích sérií. Jedna série je zaměřená čistě na chování pogo akumulátoru a obnáší čtyři testy. Druhá, větší série, má za úkol certifikovat novou generaci motorů RS-25. Tištěný pogo akumulátor má být součástí všech dalších testů v těchto sériích. „Příští testy budou obsahovat více a více 3D tištěných dílů. V testovacích sériích bude každá další zkouška stavět na poznatcích z předchozích testů,“ přibližuje Andy Hardin.

Zážeh ze 13. prosince 2017 byl prvním ze série padesáti zkoušek pro obnovení vývoje motorů RS-25.

Zážeh ze 13. prosince 2017 byl prvním ze série padesáti zkoušek pro obnovení vývoje motorů RS-25.
Zdroj: https://www.nasa.gov

NASA a Aerojet Rocketdyne chtějí do motoru zakomponovat desítky dílů vyrobených pokročilými metodami. Aby toho nebylo málo, tak téměř každý hlavní prvek motoru včetně spalovací komory, trysky, ventilů, potrubí, elektrických a pohyblivých dílů bude mít značná vylepšení. Inovativní procesy společně se změnami designu sníží počet svarů v motoru o 700 a počet dílů také o 700.

Na každé raketě SLS budou čtyři tyto motory. Čtveřice určená pro premiérovou misi EM-1 již prošla certifikačním procesem a čeká na odeslání na Michoudovo středisko v New Orleans, kde se spojí s centrálním stupněm této obří rakety. O tom, jak probíhá příprava na tento let, co vše je již hotovo a co nás v blízké době čeká, se na našem webu dočtete již brzy. Na začátku ledna vydáme tradiční komplexní čtvrtletní souhrn od Jiřího Hoška.

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://www.nasaspaceflight.com/
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasaspaceflight.com/…/12/NSF_20171213_204925-350×201.jpg
http://3dtoday.ru/upload/main/e11/e1121a98937e4cab0fe656cb56400e12.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/dsc_0485.jpg
https://www.nasa.gov/…/image/ssc-20171213-s01178_rs-25_engine_test.jpg

3D tisk využijí i motory SLS, 5.0 out of 5 based on 20 ratings
Pin It
(Visited 2 395 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (20 votes cast)
(Visited 2 395 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


16 komentářů ke článku “3D tisk využijí i motory SLS”

  1. Vlastimil Pospíchal napsal:

    Ten díl se na 3D tiskárně nejprve vytiskne z vosku, pak se oplácá pískem a naleje se do toho roztavený kov. Vosk zmizí a je nahrazen tím kovem. Vznikne tak odlitek.

    • RiMr napsal:

      …skutecne jde „jen“ o metodu ztraceneho liti a ne o 3D tisk spekanim z Inconelu nebo jineho vhodneho materialu?

    • Samo napsal:

      Zdroj tej inforácie? Píše sa o metóde SLM (rovnaký proces akým sú robené motory Superdraco) nikde nieje spomenuté odlievanie metódou stratenej predlohy. https://www.nasaspaceflight.com/2017/12/rs-25-next-phase-testing-stennis-hot-fire/

      • qa napsal:

        Předpokládám, že víme, že lze opravdu tisknout i KOV.
        „Tiskne“ se laserem, který spéká kovový prášek v ochranné atmosféře.
        Výsledkem je kovový 3D „výtisk“

        Lze tak dosáhnout i tvarů. které by se při klasickém obrábění musely sestavt z několik dílů, protože by vcelku obrobit nešly…

        Někde jsem četl, že se takhle dělají i turbočerpadla motorů Merlin
        q.

  2. Goodman napsal:

    Z vlastní několika leté zkušenoti, co pracuji v oboru výroby tlakových nádob, tak je 3D tisk opravdu revoluční. Nejen co se týče času a úspory nákladů, ale i bezpečnosti. Achillovou patou každé nádoby, výměníku, kotle nebo kolony je téměř vždy svar (ať už trubka x trubkovnice, švové nebo obvodové svary, svary aparátových přírub nebo hrdel). Následná nedestruktivní defektoskopie je také kapitolou sama o sobě (VZ,RTG,UTZ,PM,MT). 3D tiskem tohle všechno odpadá, prakticky stačí provést jen UTZ. Osobně bych si vsadil, že testy dopadnou velice dobře a NASA bude spokojená.

    • david napsal:

      Co je PM a MT? destrukční zkoušky?

      • Goodman napsal:

        Nene, PT (to „M“ byl překlep) a MT jsou také nedestruktivní. PT – penetrační test (neboli kapilární), MT – magnetická zkouška.
        Destruktivní zkoušky jsou např. tahem, nebo Brinellův test (test tvrdosti svaru). Ty se odlišují od NDT tím, jak napovídá název, že během zkoušení dochází k poškození svaru. Proto se netestuje svar přímo na nádobě, ale na zkušební desce (která se odřeže od nádoby – svar prochází přes celý šev nádoby i přes zmíněnou desku). Čili svar na zkušební desce je identický jako na nádobě.

  3. Kamil napsal:

    Takže SLS nebudete stát 30 miliard ale jen 29?

    • Radim napsal:

      Miliarda dolarů je dost peněz (pokud se nepletu přišla Curiosity na 500mil…).
      A pokud to někomu přijde málo, jak se u nás říká „halíře dělají talíře“. 🙂

    • Jiří Hošek napsal:

      Nikoliv. NASA se snaží výhledově snížit úhrnné výrobní náklady na SLS, Orion a GSDO z více než 3,5 miliardy dolarů ročně na přibližně 2 miliardy dolarů ročně. S tím souvisí i úvahy o budoucí výměně motorů RL10C-3 horního stupně EUS atd.

  4. hansnasa napsal:

    Konečně se to začíná hýbat správným směrem i v NASA.Každý uspořený dolar je dobrý.

Zanechte komentář