Промышленные применения AT & 3D решений для профессионалов

Представлен самый большой в мире печатный двигатель aerospike

29.05.2022 Время чтения: 6 мин.
Сложность:
33

"Традиционные ракеты невероятно неэффективны по ряду причин, не в последнюю очередь из-за того, что они в основном одноразовые. Но помимо многоразового использования, еще одной причиной неэффективности ракет является фиксированная геометрия сопла. Эффективная тяга ракеты зависит от того, идет ли выхлопной газ в правильном направлении (в идеале, противоположном направлению движения). Ракетное сопло в форме колокола (называемое сходящимся/расходящимся соплом или соплом con-di) формирует выхлопные газы таким образом, чтобы они вытекали более или менее по прямому вектору.Но на выходе из сопла поток сталкивается с атмосферой, которая также формирует поток.


На малых высотах окружающего давления достаточно, чтобы направить поток на прямолинейный путь. Однако, как только высота увеличивается, а давление окружающей среды уменьшается, давление меньше влияет на поток, и, следовательно, выхлоп «расширяется» при выходе из сопла. Это приводит к потере тяги.


Конечно, было бы неплохо иметь какое-нибудь трансформирующееся сопло, которое меняет свою геометрию при изменении высоты, но такое устройство предполагает огромную потерю в массовых характеристиках, что не очень хорошо для ракет. Некоторые ракеты используют удлинитель сопла, чтобы обеспечить некоторую компенсацию, однако это также влечет за собой огромные потери за счет увеличения массы.


Другим решением является использование двигателя , как показано на картинке выше. Благодаря своим принципам работы двигатель Aerospike оптимально работает в диапазоне высот и может значительно повысить эффективность.


В двигателе с аэродинамическим шипом поток выхлопных газов не толкается к стенке сопла, где он будет расширяться наружу, выходя из сопла на больших высотах, а поток выталкивается внутрь к шипу сопла, и поэтому проблемы с расширением устраняются.


Эти двигатели существовали в концептуальной форме или в качестве тестовых образцов на протяжении десятилетий, но проблема заключалась в требованиях к охлаждению среднего шипа. Аддитивное производство в настоящее время позволяет относительно легко изготавливать каналы охлаждения.

Компания Hyperganic не только изготовила самый большой в мире печатный аэрошип (высотой 80 см), но и сделала это вообще без каких-либо ручных вводов САПР. По-видимому, их программное обеспечение для алгоритмического проектирования позволяет на основе нескольких входных данных создавать сложные конструкции, которые охватывают все аспекты двигателя, включая геометрию шипов, пути каналов охлаждения и параметры форсунок.


Это очень удобно, потому что, как может подтвердить любой, кто пытался спроектировать ракетный двигатель, большинство этих параметров каким-то образом динамически связаны, поэтому изменение одного элемента полностью ухудшает все остальное. Следовательно, предпочтение отдается параметрическому подходу, а для итерации лучше использовать ИИ или алгоритмический подход.


Аэрошип Hyperganic напечатан из меди или, возможно, даже из смешанных металлов, как мы видели ранее.

Но пока остается большой вопрос… Это действительно работает?


Все с нетерпением ждут результатов испытаний!

Поделиться статьёй: