Aerospike發(fā)動機敢亥，又稱氣動塞式火箭發(fā)動機阔挠，可以說是為火箭單級入軌而生（單級入軌：是指從地面起飛并能加速到第一宇宙速度直接把有效載荷送入軌道并返回地面可重復使用的單級火箭）医舆，能夠在高海拔范圍內保持效率竭翠。使用氣動塞式發(fā)動機的飛行器可以在低空飛行時節(jié)省25-30%的燃料持隧。然而即硼，迄今為止，雖然有一些大規(guī)模的氣動塞式發(fā)動機正在測試腕浴，但還沒有商業(yè)化生產圣谴。

Aerospike發(fā)動機可以說是一種高效的新型火箭發(fā)動機，它的長度只有常規(guī)鐘型火箭發(fā)動機的四分之一阅六，重量只有航天飛機一個主發(fā)動機的三分之二母赶。由于噴嘴的獨特設計，排氣氣體總是※優(yōu)化地膨脹芒单。也有研究指出万杉，與目前使用的喇叭形噴嘴相比，這種獨特的性能使效率提高了15%抗躺。換句話說奸冶，只需要少15%的燃料就能將同樣的質量送入軌道。

澳大利亞陸軍3D打印的 In718 Aerospike發(fā)動機

3D打印技術參考查詢資料發(fā)現(xiàn)蛀篓，自20世紀50年代第一次提出氣動塞式發(fā)動機理論以來卢历，其一直是火箭科學家追求的“圣杯”，但沒有一個曾經成功飛行丸爵。美國國家航空航天局蜒秤、美國空軍和Rocketdyne在20世紀50年代、60年代和70年代總共花費了5億多美元開發(fā)氣動塞式發(fā)動機亚斋，并在80年代和90年代進行了數(shù)十次熱火測試作媚，然而由于各種原因，項目都被取消帅刊。制造方法是重要的限制因素纸泡，此外，制造這種發(fā)動機的成本非常高赖瞒，對制造方法硬件的可靠性要求很高女揭。

近年來，一些研究機構和商業(yè)航天公司采用金屬3D打印技術設計制造了具有再生冷卻系統(tǒng)的Aerospike發(fā)動機冒黑，3D打印大大降低了成本田绑，同時賦予了更多設計自由勤哗，成功制造了以前無法制造的結構抡爹。

3D打印的Aerospike 發(fā)動機的結構

2017年，來自澳大利亞的莫納什大學的工程師團隊在短短四個月內成功地完成設計芒划、3D打印冬竟、組裝和測試了Aerospike發(fā)動機。

2021年 11 月鼻昼，歐洲小型運載火箭初創(chuàng)公司Pangea Aerospace宣布成功測試了一種小型的由甲烷和液氧驅動的Aerospike發(fā)動機悟津，該發(fā)動機采用NASA開發(fā)的GRCop-42銅合金3D打印山椎，由Aenium公司提供制造服務。

Pangea Aerospace開發(fā)的3D打印Aerospike發(fā)動機

2022年5月宗瓢，3D打印技術參考獲悉EOS與 Hyperganic合作徒妒，通過計算機算法和人工智能創(chuàng)建了一件結構極其復雜的Aerospike火箭發(fā)動機。EOS 分別使用M400-4和AMCM M4K系統(tǒng)打印了IN718和銅合金的Aerospike火箭發(fā)動機旷厨，發(fā)動機高80厘米乘恩。

EOS與 Hyperganic合作創(chuàng)建的Aerospike火箭發(fā)動機

發(fā)動機細節(jié)部分

發(fā)動機細節(jié)部分

通過展示可以看出，這款發(fā)動機的結構極其復雜腋意，具有大長徑比的薄壁容蕉、蜂窩點陣及再生冷卻流道。兩家合作伙伴都表示往软，將這種設計復雜性與這種規(guī)模的可靠打印能力相結合亩当，將推動新的創(chuàng)新。

氣動塞式發(fā)動機是火箭推進領域的巨大進步哟蝉，但其結構通過傳統(tǒng)制造技術很難構建蜓耻，通過3D打印技術，可以創(chuàng)造復雜的幾何形狀烂瘫，包括機加工容易形成干涉的部位通過3D打印技術可以得到有效的解決媒熊。3D打印自由制造的特點為該新型火箭發(fā)動機的研究與制造掀起了新的熱潮。

（AMReference 3D打印技術參考）

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