圖為設(shè)計(jì)軟件中的超高音速飛機(jī)概念圖,程序正在模擬其空氣動(dòng)力學(xué)特性
OrbitalATK公司稱,超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室是推進(jìn)系統(tǒng)中具挑戰(zhàn)性的部分之一,它要在不穩(wěn)定的環(huán)境中容納并維持穩(wěn)定的燃燒。我們或許可以在未來的超高音速飛機(jī)——如NASA無人試驗(yàn)性超高音速飛機(jī)X-43的未來版——看到這種燃燒室的應(yīng)用。
NASA無人試驗(yàn)性超高音速飛機(jī)X-43的未來版
此次測(cè)試在美國(guó)航空航天局(NASA)位于弗吉尼亞州的蘭利研究中心進(jìn)行。這一突破將有助于高超聲速飛機(jī)(時(shí)速達(dá)到5500公里,相當(dāng)于4.5倍音速)更快地研制成功。進(jìn)行測(cè)試的高超聲速發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室采用“粉體熔化成型”(PBF)技術(shù)制成。制作過程中,一層合金粉體被“打印”出來,再根據(jù)輸入機(jī)器中的計(jì)算機(jī)程序,利用激光將各個(gè)區(qū)域熔合在一起。在每一層熔合的時(shí)候,第二層就開始打印,直到整個(gè)產(chǎn)品完成。任何多余的粉末都會(huì)被清除,之后再對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行拋光。
測(cè)試在美國(guó)航空航天局位于弗吉尼亞州的蘭利研究中心進(jìn)行
“‘增材制造’為我們的設(shè)計(jì)師和工程師開辟了新的可能性,”OrbitalATK公司的帕特·諾蘭(PatNolan)說,“這個(gè)燃燒室就是非常好的例子,幾年前這樣的配件還無法制造出來。這項(xiàng)測(cè)試的成功將激勵(lì)我們的工程師繼續(xù)探索新的設(shè)計(jì),并利用創(chuàng)新工具降低成本,縮短制造時(shí)間。”
“增材制造”又稱疊加制造技術(shù),也就是我們通常所說的3D打印技術(shù)。OrbitalATK公司的新穎設(shè)計(jì)只有通過這種技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。在此之前,多種配件的制造和組裝有著復(fù)雜的幾何學(xué)要求,所要求的成本也很高。然而,在3D打印中,這些配件是一層一層建造起來的,因此一些新的設(shè)計(jì),以及一些不容易鑄造或機(jī)械打造的配件就能很好地與產(chǎn)品整合在一起。
OrbitalATK公司還希望將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在火箭配件的制造中。本月早些時(shí)候,該公司獲得了美國(guó)空軍4700萬美元的資助,以進(jìn)行一種固體火箭推進(jìn)系統(tǒng)原型機(jī)的開發(fā),為改進(jìn)型一次性運(yùn)載火箭項(xiàng)目提供支持。