美國火箭燃料藥柱3D打印技術獲得專利，降低火藥“整形師”危險

南極熊曾經看過【大國工匠】雕刻火藥 為國鑄劍的軍工匠人的一個視屏，了解到火箭火藥“整形師”是非常危險的一項工作，這個過程的本質是：固體推進劑通常采用澆注固化成型，固化完成后要切去多余部位，消除毛刺，使之達到設計的尺寸要求。稍有不慎就會點燃火藥。由于火藥化學性能非常不穩(wěn)定，所以這項工作一般需要靠人手工來完成。

但是據南極熊了解，火箭工藝公司2017年1月17日宣布，其混合火箭發(fā)動機藥柱3D打印技術獲得美國專利，該技術可為混合火箭發(fā)動機設計和制造完美無缺、高性能和更安全的操作性燃料藥柱，僅采用兩個移動部件就能制造安全且低成本的運載器。該公司總裁兼首席技術官羅納德•瓊斯表示，利用3D打印技術制造火箭燃燒室可使該公司以目前一半的成本發(fā)射小衛(wèi)星入軌。南極熊覺得，如果這項技術在國內得到實用的話，那么火箭火藥“整形師”這項危險的工作會有3d打印機替代。

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如果3D打印的方式來制造發(fā)射藥柱：

1.3D打印可以做到非常精確

2.無需再人工修整。

3.甚至可以通過對3D打印的噴劑成分調整來對發(fā)射藥柱的燃燒性能進行調整，

但是也有很多的難題需要克服，比如產生高溫，機械碰撞產生火花等等，當然，這需要很多實驗。

南極熊接下倆為大家將一下火箭固體發(fā)動機工作原理，固體發(fā)動機跟普通發(fā)動機同一而論，說的非常通俗就是，固體發(fā)動機就是發(fā)動機火藥在罐子里一直燃燒，然后往外噴產生推力。

而固體發(fā)動機沒有油門這種概念，只能用不同的炸藥的排布方式對應不同的火箭燃燒特性，所以制造火藥柱就成了火箭固體發(fā)動機的一個非常重要的工作，這是個細活，通常需要有豐富的經驗根據需求把藥加工成不同的形狀，理論上當然是可以仿真的，但是鑒于化學專業(yè)的不穩(wěn)定性，仿真比較就不靠譜，所以現(xiàn)在業(yè)內主要是靠藥學專家（雕刻工人）把整塊藥加工出來，點火試試，再改改，再點火烤，

據了解，RCI公司正采用該專利技術制造的火箭發(fā)動機研制全球首枚可批量生產的“無畏”-1(Intrepid-1)運載火箭。最近獲得專利批復的3D打印技術擴大了該公司的專利組合，擁有多種已授權和待定的應用。

前NASA宇航員、桑迪亞國家實驗室總經理，現(xiàn)RCI公司的總裁兼首席執(zhí)行官希德•古鐵雷斯表示，RCI公司持續(xù)創(chuàng)新，該新型專利展現(xiàn)了該公司以更安全、更可靠、成本更低的開展航天活動的志向?；旌匣鸺蛉剂吓c氧化劑分離存儲，可降低意外爆炸的可能性，具有更高的安全性，未來將向航班一樣安全。RCI公司的藥柱3D打印技術將促進混合火箭技術的成熟。

該專利(US 9453479)應用先進的3D打印技術制造藥柱，提高了火箭發(fā)動機的性能，同時可解決數十年來困擾傳統(tǒng)混合火箭發(fā)動機設計的振動源等歷史難題。該專利利用了3D打印技術精確制造藥柱(管狀結構，可同時作為火箭固體燃料源和燃燒室)，形成獨特的內部幾何形狀，顯著提高火箭發(fā)動機運行過程中燃燒速率。

瓊斯表示，通過上述3D打印技術制造的藥柱，將降低抑制震動所需要的結構強度，同時提高火箭發(fā)動機加速階段的燃料消耗速率。目前，RCI公司準備在2019年將其火箭發(fā)動機應用于軌道發(fā)射。

來源：中國國防科技信息網  南極熊編輯