3Dプリント液体ロケットエンジンターボポンプ、ランチャーが記録破りの高性能を達成

3Dプリント液体ロケットエンジンターボポンプ、ランチャーが記録破りの高性能を達成
2022年10月21日、アンタークティックベアは、米国宇宙軍によるE-2ロケットエンジンの最新テストにおいて、Launcher3Dがプリントした液体ロケットエンジンターボポンプが、米国史上最高性能の液体酸素および灯油ロケットエンジン燃焼室テスト記録を生み出したことを知りました。

△2022年9月22日、米宇宙軍はE-2 3Dプリントロケットエンジンターボポンプの2分間のテストを実施した。
ランチャー社の CEO であるマックス・ハオト氏は次のように語っています。「まず第一に、ランチャー社の最新の高性能記録の実現に多大な支援をいただいた米国宇宙軍と NASA に感謝申し上げます。ターボポンプの性能に関する設計目標を達成したことで、宇宙旅行をより手頃なものにするという当社の使命に一歩近づきました。ランチャー社のパートナーには、E-2 液体ロケット エンジンの開発における支援と技術提供をいただいた Velo3D、EOS、NASA ステニス宇宙センターも含まれます。」

△2020年、ランチャーはE-2 3Dプリント液体ロケットエンジンを初めてテストベンチに設置しました。
3Dプリント銅合金燃焼室
Launcher は、E-2 エンジンの燃焼室の製造に 3D プリントされた銅合金を使用する最初の小型打ち上げ会社です。燃焼室は産業用サプライチェーンの銅・クロム・ジルコニウム合金 (CuCrZr) から作られ、単一部品として印刷されるため、生産コストが削減され、サプライチェーンの制約が最小限に抑えられます。燃焼室には内部再生冷却チャネルも設計されています。 Launcher と AMCM は、チャンバーの製造用に AMCM M 4K 3D プリンターを共同で開発しました。 E-2 の同軸インジェクターは、Velo3D Sapphire 3D プリンターで製造されました。

ランチャーは、定格燃焼圧力の 3 倍の圧力で液体ロケットのターボポンプの性能を正式にテストします。エンジンとターボポンプのテストが完了すると、それらは統合され、検証段階に移行します。同社は一連のテストに合格した後、2024年に初打ち上げを実施する予定だ。

△ランチャーは3Dプリント技術で作られたE-2ロケットエンジンターボポンプアセンブリのテストに成功しました
最新のテスト進捗状況
ランチャーのE-2エンジンは、密閉サイクルの液体ロケットエンジンであり、第1段の単一エンジンで軽量ロケットに動力を与え、軌道に乗せます。 E-2ターボポンプのテストは、2022年9月下旬にNASAのステニス宇宙センターで成功裏に実施されました。チームは11回のテストで、入出力圧力、効率、振動目標(持続時間、キャビテーション、ブースト流量を含む)などの設定された目標を達成、もしくは上回ったと伝えられている。

ポンプアセンブリは、作動流体として灯油 (RP-1) と液体酸素 (LOX) を使用します。このテストキャンペーンでは、タービンは高圧窒素ガスによって駆動されました。このテストは、同社の戦術的資金増加(TACFI)契約の一環として、米国宇宙軍によって承認された。

△ランチャーの3Dプリントターボポンプアセンブリ
ランチャーは、E-2ターボポンプアセンブリには次のような利点があると説明しています。
同社の3Dプリント技術: タービン、ケーシング、回転誘導装置、インペラのコストと納期を管理します。
高圧: E-2 の高圧酸化剤リッチ段階燃焼エンジン サイクルは、330 bar (4,786 psi) の液体酸素および燃料出力圧力で達成されます。
軽量でコンパクト:単軸ターボポンプには、タービン、2 つの燃料ポンプ (RP-1)、および液体酸素ポンプ (LOX) が含まれます。
流線型のタービン設計: 斬新な 3D プリントの流線型設計により、業界トップクラスの 72% の効率が達成され、他の同様のロケット エンジン ターボ ポンプの 60% の効率を上回ります。
高効率ポンプ: これにより、E-2 はエンジンのプリバーナーを低温 (200 ℃) に保つことができ、材料コストを削減し、酸化剤を多く含む段階燃焼エンジンの開発における重要な課題である酸素可燃性のリスクを低減できます。また、設計されたエンジン推力レベルを達成するための余裕も提供します。
簡素化: ロケット推進剤タンクからの入力圧力が比較的低いにもかかわらず、ターボポンプの設計により、ジェットタービンや液体酸素ブーストポンプが不要になります。

△ランチャーズオービター衛星伝送車両とプラットフォームの概念図
ランチャーの次なる計画について<br /> 同社は、小型衛星を宇宙に打ち上げることができる効率的で手頃な価格のロケットを製造するというビジョンを掲げて2017年に設立されました。同社は2019年に米空軍から150万ドルの契約を獲得した後、E-2エンジンの性能を向上させるために3Dプリント部品の開発を開始した。

米国宇宙軍のTACFI契約の一環としてのE-2エンジン開発におけるランチャーの次のステップは、2022年11月のバーナー前組み立てテストから始まり、その後、2023年第1四半期に統合E-2エンジン(閉サイクルの推力室とターボポンプ)の長期テストが行​​われます。



3Dプリントロケット、エンジン、ターボポンプ、テスト、航空宇宙

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