Разпечатано на 3D принтер ракетно гориво премина успешно първите изпитания

Американската компания Chromatic 3D Materials за пръв път успешно тества 3D-принтиран заряд за твърдо ракетно гориво. По време на изпитанията на полигон в Алабама образецът е издържал на налягане в горивната камера от приблизително 124 атмосфери, без да наруши структурата. Това постижение приближава появата на ново поколение ракетни двигатели – по-гъвкави, по-бързи за производство и по-безопасни от класическите твърди горива.

Ракетните горива биват течни, твърди, хибридни или газообразни по физическо състояние. Твърдото гориво не изисква сложни помпи и тръбопроводи: подготвената ракета може да се съхранява в продължение на десетилетия и да се изстрелва незабавно. Ето защо балистичните ракети и повечето бойни ракетни системи използват твърди ракетни горива. Цената за това е ниската ефективност и невъзможността за регулиране на тягата по време на полет.

Традиционният метод за производство на твърдо гориво не се е променил много от времето на първите балистични ракети: горивната смес се излива в тялото на ракетата и след това се пече в продължение на седмици, докато заприлича на скала. За да се създаде централният канал за горене, в калъпа се вкарва масивен метален прът, който след това се изважда. Този подход е съпътстван от микропукнатини и въздушни мехурчета, а формата на канала се оказва примитивна – въпреки че скоростта и тягата зависят от нея, пише Tom’s Hardware.

Дизайнерите на Chromatic са адаптирали стандартните компоненти на свързващото вещество към своята технология за адитивен печат чрез реактивно екструдиране (RX-AM). При този процес химическата смес във вътрешността на печатащата глава остава течна, но се втвърдява почти мигновено след нанасяне, без да е необходима продължителна термична обработка.

3D принтирането дава възможност за създаване на вътрешни канали с всякакви, дори „невъзможни“ форми, които не могат да се получат чрез леене. Освен това теоретично е възможно в един ракетен двигател да се отпечатват различни видове горива, за да се променя тягата в зависимост от етапа на полета.

Големият въпрос е дали многослойният принтиран материал може да издържи на чудовищните налягания и температури при реално изстрелване. Тестовете в Алабама показаха, че отпечатаното гориво е сравнимо по енергия с най-добрите аналози, предлагани в търговската мрежа, и същевременно има структурна цялост за работа в горивната камера с високо налягане. Според разработчиците това проправя пътя към леки двигатели с по-голям обхват и разнообразие от приложения.

Технологията позволява горивото да се отпечатва по поръчка – точно в точката на употреба, като по този начин се намаляват гигантските вериги за доставки. Главният изпълнителен директор на Chromatic изчисли, че адитивното производство е приложимо за поне 90% от арсенала на американските ракети с твърдо гориво, включително и за тези системи, които вече са на въоръжение. Интегрирането на горива директно в носещите структурни компоненти намалява масата, а интелигентните форми на каналите обещават ракетите да летят по-далеч и по-точно.