ناسا تختبر فوهة محرك الصاروخ المطبوعة ثلاثية الأبعاد عند درجة حرارة 6000 درجة فهرنهايت

نجحت الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء (ناسا) في اختبار فوهات محركات الصواريخ المطبوعة ثلاثية الأبعاد المصنوعة من الألومنيوم لأول مرة كجزء من مشروع لتقليل تكاليف التصنيع ووزن المحرك. يجب أن تتحمل فوهات المحرك الصاروخي درجات الحرارة والضغوط العالية، مما يتطلب إجراءات معقدة وآلاف المكونات لتصنيعها. وتهدف وكالة الفضاء من خلال المحركات الجديدة إلى تقليل التكاليف المرتبطة باستكشاف الفضاء السحيق وتقليل وزن الصاروخ للسماح له بحمل المزيد من الحمولة.

قامت ناسا باختبار فوهة محرك الصاروخ المطبوعة ثلاثية الأبعاد 22 مرة لمدة عشر دقائق من إجمالي وقت التشغيل

لبناء فوهة محرك الصاروخ المطبوعة ثلاثية الأبعاد، كان على وكالة ناسا تطوير نوع من الألومنيوم يكون مناسبًا للتصنيع الإضافي ويكون أيضًا قادرًا على تحمل ظروف التشغيل المجهدة لمحرك الصاروخ. تعد فوهة المحرك أحد أهم مكونات الصاروخ، ويجب أن تتحمل، جنبًا إلى جنب مع غرفة الاحتراق، الحرارة الشديدة الناتجة عن احتراق المحرك ومنتجات الاحتراق الثانوية.

فوهة المحرك هذه مصنوعة من الألومنيوم A6061-RAM2 وهي جزء من مشروع RAMFIRE (التصنيع الإضافي التفاعلي للثورة الصناعية الرابعة) التابع لناسا. يركز المشروع حصريًا على تطوير فوهات محرك روكسيت المطبوعة ثلاثية الأبعاد ويركز على إدخال تغييرات في التصميم لتمكين بساطة الصاروخ وتبريده.

غالبًا ما يتم تبريد فوهة محرك الصاروخ، وهي المكون على شكل جرس في الأسفل، بواسطة وقود دافع فائق التبريد يمر عبرها. يتم تحقيق ذلك عن طريق تشكيل القنوات داخل جدران الفوهة ومن ثم إعادتها إلى غرفة الاحتراق في المحرك لتوليد الدفع. تتطلب هذه السلاسل مئات أو حتى آلاف المكونات الفردية، مما يعقد عملية التصنيع بشكل طبيعي ويزيد من التكلفة والوزن.

باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع فوهات محرك الصاروخ، ستتمكن وكالة ناسا وشريكها الهندسي والبناء في مشروع RAMFIRE، RPM Innovation، من تصنيع فوهة محرك الصاروخ من قطعة واحدة. يؤدي هذا إلى تقليل التكاليف بشكل كبير وتبسيط العملية الهندسية، مع جعل الفوهة أخف وزنًا أيضًا. كل هذه الفوائد مهمة، خاصة وأن الوزن هو أحد أكبر القيود التي تواجه الصاروخ. يجب على المهندسين أن يوازنوا بعناية بين وزن الصاروخ والوقود وكمية الحمولة التي يمكن أن يحملها لضمان قدرة المركبة على الإقلاع فعليًا عن الأرض عند الإطلاق.

وتعتقد ناسا أن التقدم في الطباعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع مكونات محركات الصواريخ سيسمح لها بحمل المزيد من الحمولة، خاصة في المهام بين الكواكب. بالنسبة لفوهة المحرك الصاروخي المطبوعة بتقنية RAMFIRE ثلاثية الأبعاد، أجرت ناسا بنجاح 22 اختبارًا واختبرتها بشكل تراكمي لمدة 579 ثانية، أو ما يقرب من عشر دقائق، في درجات حرارة تصل إلى 6000 درجة فهرنهايت.

بالإضافة إلى ذلك، قامت وكالة ناسا وشركة RPM Innovation أيضًا بتصنيع فوهة طيران بالإضافة إلى خزان للسوائل المبردة. تم تصنيع الألومنيوم لهذه المكونات بالشراكة مع Elementum 3D. يعد التصنيع الإضافي لتصنيع الصواريخ مجالًا جديدًا نسبيًا، وقد بدأت شركة الصواريخ Relativity Space، ومقرها في لونج بيتش، كاليفورنيا، بالفعل في تصنيع الدبابات والمحركات والمكونات الأخرى باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد.