3D-печатное ракетное топливо

Ученые используют 3D-печать для создания топлива для ракет и специально изготовленные ракетные двигатели.

 

Ученые из Университета Джеймса Кука в Австралии используют 3D-печать для создания топлива для ракет и специально изготовленные ракетные двигатели, которые они создали для испытания такого топлива.

Лектор по машиностроению JCU доктор Эльза Антунес руководила исследованием, в котором использовались революционные и быстро развивающиеся технологии 3D-печати.

Ученые JCU в 3D-формате напечатали топливные зерна (твердое топливо на основе пластика) для гибридных ракет с использованием пластмасс и других материалов.

«Мы хотели изучить жизнеспособность использования имеющихся в продаже материалов для 3D-печати при изготовлении гибридных зерен ракетного топлива. Мы знали, что обычный пластик акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) показал себя многообещающе, поэтому мы решили проверить его на шести других соединениях» - она сказала.

Доктор Антунес сказал, что использование гибридных ракет стало почти обычным явлением. Эти типы ракет более безопасны и их легче контролировать, чем обычные ракеты.

«3D-печать позволила дизайнерам создавать более сложные геометрии для ракет, а также открыла возможность использования новых видов топлива для их питания», - сказала она.

«В последнее десятилетие наблюдалось почти экспоненциальное увеличение числа запусков ракет для суборбитальных научных миссий или для доставки полезных грузов на низкие околоземные орбиты. Появилось много новых инвесторов и возрос спрос на спутники».

Ученые  напечатали 3D ракету, а затем изготовили испытательную установку для нее в кампусе JCU в Таунсвилле. Они протестировали рецепты топливных зерен при трехсекундном поджоге двигателя, прежде чем рассекать топливные элементы для дальнейшего анализа их работы.

«Мы были разочарованы композитом из полимолочной кислоты и алюминия, мы думаем, что это во многом связано с размером, формой и площадью поверхности алюминиевых частиц - но это еще одна вещь, которую мы можем исследовать в ближайшем будущем, используя преимущества современного производства методы ", сказал доктор Антунес.

Она сказала, что дизайн эксперимента был относительно простым, так как основная цель состояла в том, чтобы выбрать лучшие 3D-зерна топлива для крупномасштабных испытаний в качестве первого шага к крупномасштабной кампании по запуску двигателей и испытанию инновационных материалов.

«Для людей, работающих в этой области, открывается множество новых возможностей. Благодаря новым технологиям производства, таким как 3D-печать, мы можем делать вещи, которые раньше были просто невозможны», - сказала она.

Источник: McFarland, Antunes. Small-Scale Static Fire Tests of 3D Printing Hybrid Rocket Fuel Grains Produced from Different Materials. Aerospace, 2019; 6 (7): 81 DOI: 10.3390/aerospace6070081