3D列印重型RS-25火箭發動機成功進行熱點火試驗

原標題：3D列印重型RS-25火箭發動機成功進行熱點火試驗

兩年前，NASA與航空航天和國防公司Aerojet Rocketdyne簽署了一份價值16億美元的合同，為NASA提供RS-25火箭發動機。直到2024年，這將用於NASA強大的太空發射系統（SLS）重型火箭。SLS的最終目標是在二十世紀三十年代的某個時候將一個機組人員帶到火星表面，因此RS-25發動機的可靠性成為開發的重中之重。為了降低火箭未來任務的成本，3D列印技術被用於修改部分RS-25發動機部件，並且2015年5月進行了第一次測試。

本周，NASA報告說，其與密西西比州斯坦尼斯航天中心的Aerojet Rocketdyne一起，已經完成了今年的重型RS-25火箭發動機的最後熱點火測試，該火箭發動機現在包含了最大的3D列印部件 -大致是沙灘球大小的彈簧蓄電池組件。

Aerojet Rocketdyne首席執行官Eileen Drake表示：「這項測試證明了使用3D列印生產世界上最可靠的火箭發動機中最複雜的部件的可行性。我們預計這項技術將顯著降低進入太空的成本。」

根據NASA SpaceFlight宣稱，由於設施問題，發展引擎0528（E0528）飛行控制器的「綠色奔跑」測試運行了400秒，儘管它被縮短了70秒，但發動機無任何問題。Stennis的工作人員解釋說，發動機的所有測試目標都已經實現，最初的NASA報告顯示3D列印部件按預期運行。

這是2017年的第八次RS-25測試，以及為NASA的SLS系統測試的第六架飛行控制器，Aerojet Rocketdyne能夠評估3D列印Pogo蓄電池組件在測試過程中的表現。該部件是一種複雜的減振裝置，由Aerojet Rocketdyne公司洛杉磯工廠使用SLM技術製造。作為減震器，其工作是抑制推進劑在RS-25發動機和SLS系統之間流動時引起的振蕩（振動）。對發動機飛行安全至關重要的部件由兩個獨立的部件組成：一個POGO-Z擋板和POGO蓄能器。

Aerojet Rocketdyne增材製造主管Jeff Haynes說：「這是用SLM工藝製造的更大的部件之一，我們正在使用可用於實現製造這一部件的最大的機器之一。以前，我們做了大量的加工，其中包括來自鍛件和金屬板的焊接結構[重新設計的製造工藝]，但3D列印使製造周期縮短了50％，列印零件只是整個製造周期的一小部分。」

通過使用3D列印技術來製造連接在低壓和高壓液氧渦輪泵之間的發動機氧化器系統中的彈簧儲能器組件，組裝它所需的部件數量也從28個減少到僅6個消除螺栓連接和123焊縫。此外，單位成本下降三分之一。NASA SpaceFlight表示，該部件比通常用於3D列印的部件重一些，但使用類似於傳統製造的金屬合金製造，使其「稍微增加了強度」。

根據NASA的說法，這個熱點火測試是SLS計劃RS-25負擔能力計劃的一部分，這是該機構與Aerojet Rocketdyne合作的一個組成部分，旨在降低發動機的整體生產成本，同時通過使用先進的製造技術保持其安全性和可靠性。3D列印技術有助於減少發動機數千個零部件的的生產量，同時還可以實現更多設計靈活性，並縮短開發時間。

SLS液體發動機事業部的系統和需求團隊負責人Philip Benefield表示：「這是第一次生產重啟硬體的RS-25熱點火測試。未來所有的RS-25測試計劃包含生產重啟硬體。」

根據Benefield的說法，熱點火測試的主要目標之一是在「標準工作條件下」展示新的3D列印部件。在發射過程中，發動機在額定功率水平（RPL）的80％至111％範圍內的推力水平被扼流，這意味著生產重新起動發動機將獲得111％的飛行認證。

當「SLS Exploration Mission-1」的火箭終於發射時，將會使用四台Aerojet RS-25發動機來發射火箭，發射一架未配備的獵戶座飛船。

「隨著Aerojet Rocketdyne開始建造超過其當前庫存的16個傳統航天發動機的新RS-25發動機，未來的RS-25發動機將具有幾十個3D列印的部件。RS-25項目的主要目標之一是降低發動機的整體成本，同時保持其可靠性和安全性。而3D列印對實現這一目標至關重要。」Aerojet Rocketdyne的RS-25項目總監Dan Adamski說道。

據悉，RS-25發動機的下一次熱點火測試目前預定在2018年1月中旬進行。

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