SALTO 71 e empresa de manufatura aditiva de metallic (AM) HDB fabricaram aditivamente um motor de foguete aerospike que pode gerar 20 toneladas (200 kN) de empuxo.
Com um metro de altura, os parceiros acreditam que o motor seja o maior aerospike impresso em 3D do mundo.
O motor criogênico de metano/oxigênio líquido, designado XRA-2E5, foi projetado usando NoyronGrande Modelo de Engenharia Computacional do LEAP 71 e será exibido em TCT Ásia em Xangai na próxima semana. Ele ‘compartilha seu DNA’ com dois motores aerospike anteriores gerados por Noyron, que foram ambos aquecidos nos últimos 15 mesese foi projetado para os estágios superiores de grandes veículos lançadores reutilizáveis.
O LEAP 71 está atualmente em processo de desenvolvimento e teste de motores cada vez maiores, projetados com Noyron e fabricados com tecnologias AM. Noyron usa física de primeiros princípios, lógica de engenharia e restrições de fabricação para gerar projetos funcionais de forma autônoma sem intervenção humana, enquanto a máquina HBD 800 de dez lasers (830 x 830 x 1250 mm) teria impresso o motor em 3D como uma peça monolítica. O Inconel 718, uma superliga de níquel de alta temperatura comumente usada em sistemas de propulsão de foguetes, foi o materials escolhido.
“Os Aerospikes são frequentemente considerados o Santo Graal da propulsão espacial”, disse Josefine Lissner, CEO do LEAP 71 e principal arquiteta do Noyron. “Eles prometem grandes vantagens de desempenho em relação aos motores convencionais, mas sua geometria complexa historicamente os tornou extremamente difíceis de projetar, fabricar e operar. Acreditamos que, combinando a engenharia computacional com a fabricação aditiva avançada, podemos finalmente fazê-los voar.”
Os motores Aerospike usam uma arquitetura ‘de dentro para fora’ com uma câmara de combustão toroidal e um espigão central. Para o motor XRA-2E5, o LEAP 71 integrou uma estratégia de resfriamento regenerativo onde a câmara externa é resfriada pelo combustível criogênico de metano e o pico é resfriado com oxigênio líquido.
Ao contrário dos motores convencionais com seus bicos em forma de sino, os aerospikes mantêm alta eficiência desde o nível do mar até o vácuo, tornando-os particularmente atraentes para sistemas de lançamento de próxima geração que reutilizam ambos os estágios do foguete. Num sistema de lançamento totalmente reutilizável, tanto o propulsor como o estágio superior retornam ao native de lançamento, exigindo sistemas de propulsão que operem eficientemente dentro e fora da atmosfera da Terra e forneçam capacidade de estrangulamento profundo.
“Há apenas um ano, produzir um motor como este nesta escala teria sido impossível”, disse Kevin Chen, Diretor de Advertising da HBD. “A geometria do aerospike orientada pela física, com saliências rasas e estruturas internas complexas, leva até mesmo os processos avançados de impressão em metallic ao seu limite. A produção bem-sucedida do motor na primeira construção demonstra a estabilidade e a precisão da plataforma de fabricação aditiva de grande formato da HBD e fornece {hardware} pronto para avançar em direção à qualificação de fogo quente.”
De acordo com o LEAP 71, o XRA-2E5 marca um “importante marco de validação de fabricação” para o LEAP 71 esforço plurianual de desenvolvimento de propulsão com Aspire Area.
HBD exibirá o aerospike em TCT Ásia em Xangai, Salão 7.1, Estande 7E35.