利用3D列印技術為火箭發動機打造獨特的形狀,從而可以降低火箭推進劑的成本和效率。這聽起來會像是高中物理考試中的一道試題,但在向太空發射火箭時,這是一個必須要考慮的重要因素。
最近,來自航空航天的一個研究小組成功地測試了一種新型的三維列印火箭發動機的技術方案,這種發動機可以有效的提高火箭推進劑的燃燒效率,降低使用成本,而提出這一想法的人名為傑裡·富勒(Jerry Fuller)。
傳統意義上,火箭推進系統有如下幾種型別。液體推進劑是最為可靠的,但同時也是成本最高的,固體推進劑相對簡單、廉價和常見,而混合推進劑(結合固體燃料和液體或氣體氧化劑)相對便宜的,但平時很少使用,因為這種推進劑的可靠性並不高。
傑裡·富勒一直在研究如何透過3D列印技術來提升火箭發動機的燃燒效能,並提出了內部螺旋結構,這種結構可以一定程度上提高火箭發動機的效能。通常,液體火箭發動機需要昂貴的渦輪泵來輸送燃料和氧化劑。富勒重新設計了傳統的液體發動機結構,燃料和氧化劑可以從低壓油箱泵入燃燒室,看起來更像是一臺混合火箭。
富勒和系統工程師約翰·麥克維(John McVey)提出了測試這些發動機的想法,並聘請了推進科學工程師安德魯·科託帕西(Andrew Cortopassi)和業餘大功率火箭專家克里斯·科貝爾(Chris Kobel)來共同完成這項任務。憑藉科託帕西的專業知識,研究小組首先在航空航天公司的推進研究設施中測試了這些發動機,然後決定是時候讓這些發動機真正起飛了。
他們收拾好裝備,來到位於加利福尼亞州的莫哈韋沙漠進行實地考察,在那裡他們發射了四臺液體火箭發動機和一臺混合動力火箭發動機。他們預計會達到1000-4000英尺的高度,但其中一臺液體發動機超出了他們的預期,達到了5000英尺多一點的高度,最高時速接近600英里。
富勒強調,到目前為止,這項研究還僅僅是針對小型火箭發動機來說的,但就目前3D列印技術而言,研發出真正的火箭發動機也並非是不可能的,那將會是我們在火箭發動機技術上取得的重大進步。