Pokročilé metody výroby motorů od NASA

NASA pokračuje v dlouhodobé snaze o širší používání pokročilých výrobních metod při produkci raketových motorů. V rámci programu Low Cost Upper Stage-Class Propulsion agentura úspěšně na Marshallově středisku v Huntsville provedla statický zážeh spalovací komory, která vznikla kombinací dvou samostatných inovativních metod. „NASA boří hranice pokročilé výroby a snižuje výrobní čas i náklady na stavbu dílů raketových motorů,“ popisuje John Fikes, projektový manažer programu Low Cost Upper Stage-Class Propulsion a dodává: „Jsme nadšení z pokroku celého projektu. Ukázali jsme, že metoda Electron Beam Free Form Fabrication dokáže vytvořit plášť spalovací komory, který chrání vložku komory před tlaky, které se tu vyskytují.“

Snímek z elektronového mikroskopu ukazuje zrnka práškové měděné slitiny, ze které byl vyroben testovací liner

Snímek z elektronového mikroskopu ukazuje zrnka práškové měděné slitiny, ze které byl vyroben testovací liner
Zdroj: https://www.nasa.gov

Celý projekt je společným dílem tří center agentury NASA – Glenn Research Center z Clevelandu v Ohiu, Langley Research Center v Hamptonu, stát Virginia a Marshallova střediska. V roce 2015 se podařilo na Marshallově středisku vyrobit první 3D vytištěnou plnorozměrovou ochrannou vrstvu (liner). K výrobě byla použita prášková slitina mědi, o jejíž výrobu se postarali materiáloví inženýři z  Glenn Research Center. Tato vložka pak putovala na Langley Research Center, kde byl liner pokryt metodou Electron Beam Free Form Fabrication. Při tomto procesu se používá svazek elektronů a drát k výrobě kovových dílů – v tomto případě šlo o nanesení slitiny niklu na liner, čímž vznikl plášť spalovací komory. Princip metody Electron Beam Free Form Fabrication včetně použití v praxi si můžete prohlédnout na videu, které vzniklo již v roce 2008.

Samotná vložka z mědi má velmi dobré vlastnosti z hlediska tepelné vodivosti, ale naopak ztrácí v mechanické pevnosti. Právě proto musí být pokryta slitinou niklu, která vytvoří pevnou strukturu, která dokáže odolat namáhání spalovací komory. U této nové metody nejsou zapotřebí tradiční postupy jako je třeba pájení, takže výroba pláště trvá jen pár hodin místo dní a týdnů. Kromě toho je výsledný produkt tvořený z jednoho dílu, takže má vyšší odolnost ve srovnání s tradičními typy, které se svařují z menších částí.

Měděný liner vytvořený 3D tiskem. Povšimněte si 200 kanálků, kterými protéká kapalný vodík, což chladí stěny.

Měděný liner vytvořený 3D tiskem. Povšimněte si 200 kanálků, kterými protéká kapalný vodík, což chladí stěny.
Zdroj: https://www.nasa.gov

K provedení nedávno skončených zkoušek byla vložka i s nově připojeným pláštěm odeslána zpět na Marshallovo středisko. Zde byl díl připojen na testovacím stanovišti a začalo dlouhé testování pomocí statických zážehů. Ty se od sebe lišily jak intenzitou tahu, tak i délkou – od dvou do 30 sekund při podmínkách, které napodobovaly skutečný let. Závěrečná zkouška spočívala v zážehu dlouhém 25 sekund na 100% výkon. Analýza provedená po zkouškách ukázala, že díl zůstal ve skvělém stavu.

„Testování komory v téměř letových podmínkách nám pomůže pokračovat v ověřování našich revolučních technik,“ říká Chris Protz, vedoucí inženýr a návrhář pohonného projektu a dodává: „Jsme hrdí na to, jak si komora vedla během zkoušek i na to, jakých výsledků jsme dosáhli na Marshallově středisku. Ty nám umožní pokračovat v cestě k posouvání hranic pokročilých výrobních metod.“

Low Cost Upper Stage-Class Propulsion Project je financovaný z rozpočtu NASA, konkrétně pak z vývojového programu Game Changing Development Program. Ten vyhledává inovativní techniky, které mohou vést k úplně novým přístupům k budoucím letům do vesmíru. Technologie výroby vložky i samotného pláště budou zapracovány do nového projektu, který se označuje Rapid Analysis and Manufacturing Propulsion Technology. Tento projekt cílí na další vylepšování výrobních časů a finančních nákladů sestav spalovacích komor.

Statický zážeh motoru s 3D vytištěnou vložkou a pláštěm vyrobeným metodou Electron Beam Free Form Fabrication.

Statický zážeh motoru s 3D vytištěnou vložkou a pláštěm vyrobeným metodou Electron Beam Free Form Fabrication.
Zdroj: https://www.nasa.gov

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

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/elg3952.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/grcop_p1_03.jpeg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/elg39671.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/03022018_11cp2_200.jpg

Pokročilé metody výroby motorů od NASA, 4.9 out of 5 based on 15 ratings
Pin It
(Visited 2 770 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: 4.9/5 (15 votes cast)
(Visited 2 770 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)


8 komentářů ke článku “Pokročilé metody výroby motorů od NASA”

  1. Fantasta napsal:

    Jaký měl tah tento motor? – ani v původním článku nic konkrétnějšího není. Zřejmě kyslíko- vodíkový. :-). , ale podle připojovacích armatur je to asi spíš malý demonstrátor

  2. Lvy napsal:

    Zajímalo by mě jak to dělají ve SpaceX, když umí vyrobit jeden motor za jediný den.

  3. Jaroslav Jansa napsal:

    Super a na kolik startů se s těmi novými motory počítá.

    • Dušan Majer napsal:

      Jde pouze o projekt určený k ozkoušení technologií a k certifikaci těchto metod. Zatím není jisté, jaké motory se touto metodou budou vyrábět ani kdy.

Zanechte komentář