3D打印火箭发射器关键部件? 艾隆与杰夫的新竞争!

3DScienceValley — Sat, 21 Jan 2017 04:30:25 +0000

Blue Origin公司是由亚马逊CEO杰夫-贝索斯（Jeff Bezos）一手创办的，与高调的SpaceX不同的是，该公司一直在秘密地开发其BE-4火箭发动机。

2016年初，Blue Origin成为首枚连续两次成功发射和着陆的垂直起降的商用火箭，从而在回收利用火箭方面再次胜出SpaceX公司。

而2017年1月14日SpaceX一扫去年发射塔上火箭爆炸的阴影在加州范登堡空军基地成功发射了一枚猎鹰9号火箭。就在我们惊叹于该火箭上所使用的金属3D打印的时候，Blue Origin紧接着揭示了他们在火箭上所使用的3D打印技术。

这不由得让人感叹，科技大佬们的竞争已经从玩汽车升级到玩火箭，从玩火箭到秀火箭技术上面来了。

SpaceX公司和Blue Origin都希望能够回收利用火箭，但他们的火箭却不同。Blue Origin公司的火箭主要用于亚轨道空间飞行，然后再返回到地面。而SpaceX公司的Falcon 9火箭是为了将货物运输到轨道空间或更远的地方。

具体来说，Blue Origin采用3D打印技术来打印BE-4火箭发动机的壳体、涡轮、喷嘴、转子。BE-4是以液化天然气为燃料的新一代火箭发动机。

圣诞节是亚马逊最繁忙的时间，而随着圣诞节的结束，创始人杰夫·贝索斯就集中精力忙于自己的火箭事业，据他本周的群发邮件，BE-4除了主泵提供的推力，还通过几个“升压”涡轮泵，混合液态氧和天然气从而提供500000磅的推力。贝索斯还表示，3D打印在发动机的生产中发挥了关键作用，更令人大开眼界。而Blue Origin的执行总裁Rob Meyerson也在之前提到他们已经在3D打印技术领域做出重大投资。

杰夫·贝索斯的邮件提到“Blue Origin的Ox Boost Pump增压泵（OBP）设计利用增材制造技术制造出许多关键部件，从单一的3D打印铝件，到镍合金液压涡轮。增材制造方法允许集成复杂的内部流道到设计中，这是难以通过传统制造技术制造出来的。涡轮喷嘴和转子也通过3D打印出来，仅仅需要很小的后期加工就可以满足精度要求。

更重要的是，除了Blue Origin新的格伦New Glenn火箭发射器， BE-4火箭发动机还可以被用在火神火箭发射器上，该火箭发射器是由联合发射联盟（ULA）开发的。联合发射联盟是由洛克希德-马丁公司和波音公司合资的，洛克希德-马丁公司和波音公司目前正在权衡是否使用BE-4还是AR-1。

AR-1是Aerojet Rocketdyne公司开发的，Aerojet Rocketdyne为AR-1发动机开发了一种名为Mondaloy的合金材料。这种合金强度高并且耐高温，特别适合用于采用富氧分级燃烧循环的液体火箭发动机。与俄制RD-180发动机的内部涂层材料相比，该合金更为经济可靠。Aerojet Rocketdyne与Dynetics公司合作研究喷注器及发动机其他组件的3D打印增材制造技术。

Blue Origin新一代火箭发动机BE-4核心零部件OBP增压泵的第二次迭代正在进行测试。Blue Origin刚刚完成单元组件，将进行 BE-4发动机试验安装。BE-4继续亚轨道飞行试验计划，BE-4有望结束美国对俄制RD-180发动机的依赖。

结束美国对俄制RD-180发动机的依赖，除了Blue Origin, 阿拉巴马州Huntsville的Dynetics和加州Sacramento的Aerojet公司正在使用3D打印技术生产发动机主要部件：预燃烧器（pre-burner）。预燃烧器的主要功能是产生热气体以启动火箭发动机的涡轮泵。当然，Blue Origin以及联合发射联盟（ULA），也投身于开发此类技术的行列。