用于小型高超音速防御飞行器，4,000 磅推力闭式循环发动机正在商业化

| 3DScienceValley · 2023/12/30

航空航天企业Ursa Major 在高超音速推进领域迈出了关键一步，Ursa Major专注于火箭推进，将高性能、分级燃烧发动机推向太空发射和高超音速应用市场，Ursa Major组装并商业化专为下一代高超音速飞行应用量身定制的首款4,000 磅推力闭式循环发动机Draper ，并进一步开发用于太空发射的 20 万磅推力 Arroway 发动机，Draper发动机将助力美国在高超音速防御领域取得飞跃。

超音速的“超跑”

根据3D科学谷，3D打印技术以其能够快速制备具有高材料性能、异形结构、整体特性的零部件特点，在高超音速飞行器相关领域得到了愈发广泛的应用，包括3D打印在金属、陶瓷、碳纤维材料、金属陶瓷连续体等方面的应用。3D打印可能是赢得超音速竞赛的关键，金属3D打印在其中的应用空间很大，包括金属3D打印3D打印超燃冲压发动机几乎全部的零件，3D打印热混合动力发动机中防止结冰的推进剂注射器系统，结构部件等。

3D打印成就新一代战斗机
© 3D科学谷

美国正处于高超音速军备加速跑的状态，以五倍或更多音速行驶的飞行器可能会改变战争。几个小时后，通过高超音速飞行器，一个监视平台或有效载荷就可以放置在地球上的任何地方。根据3D科学谷的了解，实现该技术的关键是极高性能的形状，优化和减轻重量的结构。这就是 3D 打印的用武之地。

Draper是一款革命性的新型发动机，可用于防御高超音速武器。使用可存储的过氧化氢/煤油推进剂，将固体火箭发动机的可靠性和便携性优势与液体发动机的更高性能和可操作性结合起来。这些品质使 Draper 能够更好地用于高超音速飞行器，使其成为需要按需发射的小型高超音速防御飞行器的理想选择。

传统上，固体火箭发动机为用于测试导弹防御系统的车辆提供动力，但它们无法实时改变推力以主动节流并响应不断变化的条件。随着对抗性高超音速武器变得越来越复杂和不稳定，Draper等液体火箭发动机赋予高超音速防御所需的机动性和灵活性。

此外，过氧化氢是一种“绿色”可储存推进剂，与传统肼系统的毒性相比，它提高了安全性并降低了环境危害的风险。根据西北工业大学的《过氧化氢液体火箭发动机技术综述》，随着液体推进剂的发展，以过氧化氢为代表的绿色自燃推进剂越来越受到人们的青睐。过氧化氢具有密度比冲高、无毒无污染、高比热、常温可储存、可单分解、可自燃等优点，非常适合做现代火箭发动机的氧化剂。在未来的航天发展中，过氧化氢发动机必将得到越来越广泛的应用。

超音速背后的3D打印

Draper 的组件大部分是 3D 打印的，这使得开发过程中可以快速迭代并扩大生产以满足市场需求。除了 Draper 和 Hadley 之外，Ursa Major 还热火了 50,000 磅推力的液氧/煤油Ripley发动机，并正在开发 200,000 磅推力的液氧/甲烷Arroway发动机。

使用 3D 打印，Ursa Major 可以将燃烧室的生产和交付周期从六个月缩短到一个月。按质量计算，Ursa Major 火箭发动机 80% 以上是 3D 打印的。在扬斯敦实验室，该公司生产用于太空发射和高超音速应用的铜合金发动机部件。