米国、火薬「整形外科医」の危険性を減らすロケット燃料ペレットの3D印刷技術の特許を取得

この投稿は、Little Soft Bear によって 2017-2-7 15:48 に最後に編集されました。

南極熊はかつて、火薬を彫って国のために刀を鍛造する軍の職人についてのビデオ[大国の名工]を見たことがあります。彼は、ロケット火薬の「整形外科医」になることは非常に危険な仕事であることを知りました。このプロセスの本質は、固体推進剤は通常、注入と硬化によって形成されます。硬化後、余分な部分を切り取り、バリを取り除き、設計されたサイズの要件を満たす必要があります。ほんの少しのミスでも火薬に引火する可能性があります。火薬の化学的性質は非常に不安定であるため、この作業は通常手作業で行う必要があります。

しかし、アンタークティックベアによると、ロケットクラフトは2017年1月17日、ハイブリッドロケットエンジン粒子3Dプリント技術が米国特許を取得したと発表した。この技術は、ハイブリッドロケットエンジン用の完璧で高性能かつより安全な運用燃料粒子を設計・製造することができ、2つの可動部品のみを使用して安全で低コストのキャリアを製造できる。同社の社長兼最高技術責任者のロナルド・ジョーンズ氏は、ロケットの燃焼室の製造に3Dプリンターを利用すれば、現在の半分のコストで小型衛星を軌道に乗せることができると語った。アンタークティック・ベアは、この技術が中国で実用化されれば、ロケット火薬の「形成外科医」という危険な仕事が3Dプリンターに取って代わられるだろうと考えている。

3D プリントを使用して推進剤柱を製造する場合: 1. 3D プリントは非常に正確です。2. 手動でのトリミングは不要です。 3. 3Dプリントされたスプレーの組成を調整することで推進剤の燃焼性能を調整することも可能ですが、高温の発生、機械的衝突による火花など、克服すべき困難が数多くあります。もちろん、これには多くの実験が必要です。
次に、アンタークティックベアがロケット固体エンジンの動作原理を説明します。固体エンジンは、通常のエンジンと同じです。簡単に言うと、固体エンジンは、タンク内で燃焼し続け、その後噴射して推力を生成するエンジン火薬です。固体ロケットエンジンにはスロットルの概念がなく、異なるロケット燃焼特性に対応するために異なる爆薬の配置しか使用できません。そのため、火薬柱の製造はロケット固体エンジンにおいて非常に重要な作業となっています。これは繊細な仕事であり、通常、薬を必要に応じてさまざまな形に加工するには豊富な経験が必要です。理論的には確かにシミュレーションできますが、化学職業の不安定さを考えると、シミュレーションは比較的信頼できません。そのため、業界では現在、主に製薬の専門家（彫刻家）に頼って薬全体を加工し、点火して試してから修正し、点火して焼くという作業を行っています。
RCI社は、この特許技術を用いて製造したロケットエンジンを使い、世界初の量産型ロケット「イントレピッド1」を開発しているとみられる。最近認可された 3D 印刷技術の特許により、認可済みおよび申請中の複数の特許が加わり、同社の特許ポートフォリオが拡大しました。

元NASA宇宙飛行士でサンディア国立研究所ゼネラルマネージャー、現在はRCIの社長兼CEOを務めるシド・グティエレス氏は、RCIは革新を続けており、この新しい特許は宇宙活動をより安全で信頼性が高く低コストで実施するという同社の野心を示すものだと語った。ハイブリッドロケットは燃料と酸化剤が別々に保管されるため安全性が高く、偶発的な爆発の可能性が減り、将来的には航空機の飛行と同等の安全性が確保されるでしょう。 RCI の粒子 3D プリント技術は、ハイブリッドロケット技術の成熟を促進します。

この特許 (US 9453479) は、高度な 3D 印刷技術を使用して推進剤を製造し、ロケットエンジンの性能を向上させ、従来のハイブリッドロケットエンジン設計を何十年も悩ませてきた振動源などの歴史的な問題を解決します。この特許は、3D プリント技術を使用して推進剤 (ロケットの固体燃料源と燃焼室の両方の役割を果たす管状構造) を精密に製造し、ロケットエンジンの動作中に燃焼率を大幅に高める独自の内部形状を形成します。

ジョーンズ氏は、3Dプリント技術を使用して作られた粒子は、振動を抑制するために必要な構造強度を低下させ、ロケットエンジンの加速段階での燃料消費率を増加させるだろうと述べた。 RCIは現在、2019年の軌道打ち上げに自社のロケットエンジンを使用する準備を進めている。

出典：中国国防科学技術情報ネットワーク、編集：Antarctic Bear

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