中新網(wǎng)4月3日電 據(jù)中國國防科技信息網(wǎng)報道，最新的前沿制造技術(shù)已經(jīng)對太空探索的未來產(chǎn)生了顯著影響。
J-2X火箭發(fā)動機的主承包商——美國普惠·洛克達(dá)因公司近期正利用先進的“選擇性激光熔凝”(SLM)3D打印工藝，制造用于發(fā)動機的排氣孔蓋(exhaust port cover)。SLM利用激光束，將金屬粉末熔合成一種特殊形狀來建造排氣孔蓋，這是火箭發(fā)動機渦輪泵的一個重要維護口。
這一零件在3月7日的火箭發(fā)動機點火試驗期間，暴露在惡劣環(huán)境下進行了試驗。J-2X發(fā)動機為NASA“太空發(fā)射系統(tǒng)”(SLS)計劃提供重要支撐，SLS項目經(jīng)理表示，此次成功驗證了“選擇性激光熔凝”概念：美國在推進下一代重型運載火箭的同時，工程師們正在尋求類似于SLM的方法，使得火箭更具經(jīng)濟性。例如，利用新技術(shù)制造該零件的成本是利用常規(guī)方法制造該零件成本的35%，節(jié)省力度尤為顯著，希望在后續(xù)項目中推廣。
排氣孔蓋在發(fā)動機點火時暴露在極端溫度和環(huán)境下。發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)后，試驗操作者打開排氣孔蓋檢查渦輪泵上的轉(zhuǎn)矩，并查看排氣孔蓋本身。初步結(jié)論認(rèn)為，排氣孔蓋運行與預(yù)期一樣。這是首次在全尺寸發(fā)動機試驗中進行SLM零件點火試驗。盡管排氣孔蓋在復(fù)雜的液體發(fā)動機中屬于相對簡單的零件，但能使得我們發(fā)展新的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、審查技藝、材料特性。
NASA馬歇爾航天中心近期驗證了該技術(shù)如何通過將建造發(fā)動機零件的時間縮短數(shù)月，而為SLS節(jié)省預(yù)算。其中一個零件是RS-25發(fā)動機的彈簧Z隔板，用于減緩飛行中發(fā)動機可能遭遇的劇烈震顫。
傳統(tǒng)隔板的成形、加工和焊接需要耗時9-10個月，而通過計算機輔助設(shè)計零件，利用SLM建造該隔板僅需9天，這顯然節(jié)省了時間和成本。從結(jié)構(gòu)上看，減少傳統(tǒng)焊接也使得該部件更加堅固完好。
選擇性激光熔凝是SLS先進研究辦公室研究的前沿技術(shù)和概念之一，該辦公室正在研究使SLS在安全、經(jīng)濟可承受、可持續(xù)性方面成為世界上最強的運載火箭的途徑。這次成功的J-2X試驗，為設(shè)計并制造用于J-2X發(fā)動機和RS-25發(fā)動機上更加復(fù)雜的SLM零件、最終節(jié)省成本和制造時間奠定了基礎(chǔ)。
2017年，SLS將首次從NASA肯尼迪航天中心試射，將向月球軌道發(fā)射一個“獵戶座”無人航天器。(陳菲 侯丹)
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