QAMD 利用 SLM 技術(shù)增材制造首個雙金屬 RDRE 噴射器

2024 年 6 月 6 日，南極熊獲悉，Quadrus Corporation 的先進(jìn)制造部門 (QAMD)通過選擇性激光熔融 (SLM) 技術(shù)制造了世界上第一個雙金屬旋轉(zhuǎn)爆震火箭發(fā)動機(jī) (RDRE) 噴射器，標(biāo)志著航天增材制造領(lǐng)域取得了突破性成就，代表了 NASA MSFC 管理的一系列小型企業(yè)創(chuàng)新研究 (SBIR) 第二階段和第三階段工作的成果。



● Quadrus Corporation：是一家商業(yè)軟件解決方案和合同工程服務(wù)供應(yīng)商，提供定制和商用軟件，包括專有的 GenITC 以及分布式測試、分析和仿真系統(tǒng) (DTASS) 。其先進(jìn)制造部門 QAMD 專注于推進(jìn)和航空航天技術(shù)領(lǐng)域金屬增材制造 (AM) 的開發(fā)和應(yīng)用，與航天、國防、商業(yè)和學(xué)術(shù)行業(yè)合作，生產(chǎn)高質(zhì)量、高性能的零件。



旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機(jī) (RDE) 最近由美國宇航局的研究人員驗(yàn)證可用于太空，并由空軍研究實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研發(fā)工作。RDE 采用一種壓力增益燃燒形式，其中一個或多個爆震連續(xù)圍繞環(huán)形通道傳播。計(jì)算模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，RDE 在運(yùn)輸和其他應(yīng)用中具有潛力。在爆震燃燒中，火焰前鋒以超音速擴(kuò)展。理論上，爆震燃燒比傳統(tǒng)的爆燃燃燒效率高出 25%。將大大節(jié)省燃料，而目前的缺點(diǎn)包括不穩(wěn)定性和噪音。

由于旋轉(zhuǎn)爆震波產(chǎn)生的高熱，RDRE 噴射器面臨巨大挑戰(zhàn)。為此，QAMD 設(shè)計(jì)了一種解決方案，采用導(dǎo)熱 GRCop-42 制成的薄面板和抗氧化鎳基超合金 Monel K500 制成的歧管。GRCop-42 可使推進(jìn)劑有效冷卻噴射器表面，而 Monel K500 的抗氧化性和強(qiáng)度可使歧管壁更薄，從而實(shí)現(xiàn)更輕的設(shè)計(jì)，以滿足 RDRE 應(yīng)用的需求。



Quadrus Corporation 的先進(jìn)制造工藝克服了與雙金屬 SLM 制造相關(guān)的眾多難題，包括精確的幾​​何對準(zhǔn)、降低材料交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)以及形成高強(qiáng)度的雙金屬鍵合。QAMD 在這三個方面都表現(xiàn)出對細(xì)節(jié)的嚴(yán)格關(guān)注，同時在雙金屬區(qū)域保持 0.040 英寸的孔徑。

雙金屬噴射器使 NASA 多年來致力于燃燒噴射器應(yīng)用熱管理的 SBIR 努力達(dá)到了頂峰。成功包括開發(fā) Quad Mesh，這是一種用于噴射器面板應(yīng)用的蒸發(fā)冷卻的突破性方法。Quad Mesh 可在高熱通量區(qū)域?qū)崿F(xiàn)可定制的滲透性，與 SLM 構(gòu)建過程和除粉技術(shù)協(xié)同補(bǔ)充。

雙金屬噴射器以及采用 Quad Mesh 技術(shù)的整體式 GRCop-42 噴射器計(jì)劃于 2024 年夏季在 NASA 馬歇爾太空飛行中心進(jìn)行熱火測試，這標(biāo)志著火箭噴射器應(yīng)用熱管理向前邁出了重要一步。Quadrus Corporation 繼續(xù)推動航空航天業(yè)的創(chuàng)新，并致力于突破太空推進(jìn)技術(shù)的極限。