Rocket Lab демонстрирует первый почти полностью 3D-печатный ракетный двигатель

Космическая гонка вновь набирает обороты за счет вливания свежих сил со стороны коммерческого сектора. Хотя Ричард Брэнсон и столкнулся с серьезными проблемами в результате крушения одного из прототипов SpaceShipTwo, и дальнейшая судьба Virgin Galactic неясна, компания SpaceX под руководством Илона Маска уверенно движется вперед. В настоящее время компания испытывает концепцию многоразовой первой ступени своих ракет-носителей, а в скором будущем мы можем увидеть и пилотируемые полеты на борту недавно разработанного корабля Dragon 2. Причем, SpaceX не скрывает активное использование аддитивных технологий в производстве своих космических аппаратов. 3D-печать используется даже для изготовления компонентов двигателей для того же Dragon 2.Но SpaceX является далеко не единственным аэрокосмическим предприятием, заинтересованном в аддитивном производстве. Интерес проявила даже НАСА, уже продемонстрировавшая успешные эксперименты с печатными форсунками и соплами. В число печатников-ракетчиков недавно вошла и новозеландская компания Rocket Lab. Интерес к использованию 3D-печати в ракетостроении объясняется сложностью и дороговизной аэрокосмической отрасли. Типичная стоимость одного запуска составляет около $100млн, и это далеко не предел. Само собой, разработчики всегда стремятся к удешевлению готового продукта без ущерба летным характеристикам и надежности – особенно надежности, ибо стомиллионные фейерверки ни у кого не вызывают радости, несмотря на всю свою красоту. Самыми же сложными и дорогими компонентами любой ракеты-носителя является двигатели. «Взгляните на дизайн любой ракеты, и вам быстро станет ясно, что большая часть денег уходит на постройку двигателей», – рассказывает генеральный директор Rocket Lab Питер Бек. «Построить дешевый ракетный двигатель невероятно сложно. Тем более сложно наладить массовое производство таких двигателей». Но «сложно» не означает «невозможно». Пару дней назад Rocket Lab продемонстрировала свою новейшую разработку – ракетный двигатель, спроектированный специально с целью снижения себестоимости производства. Дизайн, получивший название «Rutherford» в честь знаменитого британского физика новозеландского происхождения Эрнеста Резерфорда, не только почти полностью состоит из 3D-печатных деталей, но и является первым ракетным двигателем «на батарейках». Rutherford представляет собой электротурбонасосный керосино-кислородный двигатель, специально созданный для ракеты-носителя Electron, также разрабатываемой в Rocket Lab. Гигантом Electron не назвать: ракета будет способна закидывать на орбиту полезную нагрузку весом в 150 кг. Зато стоить один запуск будет всего-навсего пять миллионов долларов. Вполне недурной вариант для вывода на орбиту небольших спутников. Сама ракета интересна тем, что в ее конструкции обильно используются углеволоконные композиты. Двигатель же интересен еще и тем, что подача топлива и окислителя осуществляется с помощью электрических турбонасосов на литий-полимерных аккумуляторах. Electron будет использовать два варианта двигателя Rutherford: различие будет заключаться в камерах сгорания, оптимизированных для разных ступеней, то есть для работы в атмосфере и в вакууме. Высокая степень унификации же позволит сократить расходы и время, затрачиваемые на производство. Само собой, печать деталей ракетного двигателя требует нечто более серьезное, чем Replicator или Ultimaker. Компания прибегла к электронно-лучевой плавке (EBM), весьма схожей с более известным методом выборочного лазерного спекания (SLS), но производящей спекание или плавку металлических порошков с помощью электронных пучков вместо лазеров. В целом, этот метод был использован для создания камер сгорания, форсунок, турбонасосов и клапанов подачи горючего. Абсолютное большинство компонентов было выполнено именно с помощью 3D-печати. «До сих пор запуск маленьких спутников вызывал немалые трудности, связанные как с высокой стоимостью запусков, так и необходимостью ожидания «вакансии» – свободного места на крупном носителе», – поясняет Бек. «Благодаря Electron компании получат возможность производить запуски в любой удобный момент по гораздо более приемлемой цене. Это монументальное достижение развяжет руки предприятиям, зависящим от спутниковых сетей, и будет способствовать развитию спутниковых технологий в целом». Итак, заказчикам не придется выбирать между заказом собственной ракеты за $100 миллионов или ожиданием свободного места на «попутках». По оценке компании, новая ракета-носитель двадцатиметровой длины сможет выводить спутники на орбиту всего за $4,9млн. Использование же аддитивных технологий в производстве ракетных компонентов позволит инженерам не только быстро вносить изменения в дизайн, но и значительно сокращать время производства самих ракет. Кто знает, может быть стараниями Маска и его новозеландских коллег, и простые смертные вскоре получат возможность взглянуть на родную планету из космоса, раз уж даже «киви» учатся летать.