金属3Dプリントエンジンが新たな貢献を果たし、DeepBlue Aerospace Nebula-Mロケットの1km高度垂直回復飛行テストが成功

南極熊紹介：国内民間航空宇宙企業Deep Blue Aerospaceは6ヶ月後、再び突破口を開き、テストロケットの1キロレベルの垂直離着陸（VTVL）飛行テストを完了しました。金属3Dプリントエンジンが再び貢献しました。南極熊はDeep Blue Aerospaceの今回のテストの成功を祝福し、Deep Blue Aerospaceの関連担当者と独占インタビューを行いました。

△ディープブルーエアロスペースのネビュラMロケット1km高度垂直回復飛行テスト成功映像
2022年5月7日、南極熊は、昨日、ディープブルーエアロスペースが自主開発した「ネビュラM」1号試験ロケットが1キロメートル級の垂直離着陸（VTVL）飛行試験を完了したことを知りました。ロケットは上昇と下降を繰り返しながら横方向に移動し、最終的に着陸地点の「ブルズアイ」位置から0.5メートル未満の地点に着陸しました。「ネビュラM」試験ロケットは無事に回収されました。

△「Nebula-M」キロ級VTVL垂直回収飛行試験今回のキロ級試験に使用されたロケット本体は、これまで3回の飛行ミッションと7回の地上静的点火を実施し、回収・再利用可能な液体燃料ロケットを真に実現した「Nebula-M」1号試験ロケットのままであり、搭載されている「Thunder-5」エンジンは、3Dプリント技術を採用し、完全な機械製造を実現した国産初のピントル式液化酸素ケロシンエンジンである。この飛行ミッションの完了は、ディープブルー・エアロスペースが中国の再使用型ロケットの歴史において新たな高みに到達し、軌道投入と回収の成功に向けて確かな一歩を踏み出したことを示すものとなった。
2021年7月から10月にかけて、「Nebula-M」試験ロケットは10メートルと100メートルのVTVL垂直回収飛行試験を完了し、国産の液体酸素ロケットとケロシンロケットの2つのゼロ突破を達成した。 2022年5月、同じロケットが再び新たな試験高度を記録した。ディープブルー・エアロスペースは、回収可能なロケットの開発と再利用において、米国を除く世界最速の中国の民間航空宇宙企業となった。

このキロメートルレベルのVTVL垂直回復飛行テストは、ディープ・ブルー・エアロスペースが、10か月間でわずか3回の打ち上げテストで同レベルのテスト結果を達成したことを示しています。これは、スペースXが2012年から2013年にかけて1年以上かけて8回の打ち上げテストで達成したものです。ディープ・ブルー・エアロスペースは、液体酸素およびケロシンロケットの垂直回収および再利用に関する低高度工学試験をすべて完了した世界で2番目の企業となった（1番目は米国のスペースX）。

ディープブルー・エアロスペースの担当者はアンタークティック・ベアに次のように語った。「今回のキロ級飛行試験に使用されたサンダー5液体ロケットエンジンの真空推力は最大50kNで、エンジンは50%～110%の推力範囲調整を実現できます。機体全体の重量の85%は3Dプリント技術で作られています。先進的な印刷設備を使用して、ニッケルベースの高温合金粉末材料の高強度、延性、耐破壊性、低変動性を最大限に高めることで、従来のロケットエンジン製造モードの生産効率の低さ、複雑なプロセスルート、長いサイクルというボトルネックをうまく突破しました。」
△サンダー5 液体酸素灯油エンジン

「液体ロケットエンジンターボポンプの遠心ホイールやタービンディスクなどの複雑な構造の製品の従来の製造プロセスには、5軸加工、溶接、電気火花などの複数のプロセスが含まれており、製造プロセスが長く、処理効率が低いなどの問題があります。3Dプリント技術自体は、製品構造の複雑さに鈍感です。Deep Blue Aerospaceは、3Dプリントを使用してターボポンプの遠心ホイール、タービンディスクなどの製品を製造し、サイズと性能の一貫性が良好で、全体的な生産効率が高く、全体的なコストが低いことを実現しています。」
「統合製品製造の面では、3D プリントにより Deep Blue Aerospace の製品品質と製造効率も向上しました。従来の製造ソリューションでは、点火装置は複数の機械加工部品から組み立てられ、溶接されていました。そのため、製品コンポーネントの組み立てと溶接の品質に対する要求が非常に高く、プロセスも複雑でした。3D プリント技術で作られた点火装置は部品が 1 つだけで、配送と組み立てには接続インターフェースの CNC 加工のみが必要です。一度に複数の部品を印刷でき、印刷サイクルはわずか 1 週間程度で済むため、製品の配送サイクルが短縮され、多くの品質リスクを回避できます。」
△ Deep Blue Aerospace が印刷したエンジン部品 Deep Blue Aerospace の担当者は、3D 印刷技術のユーザーおよび受益者として、この技術がもたらす利点を深く認識していると述べました。

● 従来のデザイン思考と製造の限界を打ち破り、デザイナーにさらなるデザインの自由を提供します。
●部品の流路の流動性能を最適化し、複数のキャビティ/複数の流路を通じた燃料と冷却剤の分配に新たな可能性を提供します。
●部品の組み立てミスのリスクを軽減し、製品品質の安定性と一貫性を向上します。
●処理工程を削減し、中間工程を省略し、生産効率を向上します。
●製品開発サイクルを短縮し、総製品開発コストの競争力を高めます。

現在、DeepBlue Aerospace 3D プリンティングで広く使用されている粉末材料グレードは、GH4169、TC4、316L、および少量の AlSi10Mg アルミニウム合金粉末です。使用される金属 3D プリンター装置の最大印刷サイズはメートルです。今後製品が発展していくと、より多様な要求が出てくるかもしれません。

同時に、ディープブルー・エアロスペースの担当者は、3Dプリント技術の応用において解決すべき問題にも遭遇したと語った。「例えば、特徴構造プリント、プロセスサポートソリューション設計、粉末および製品性能試験データなどの面で技術を全面的に交換し、知識の共有と技術のブレークスルーを実現し、航空宇宙分野における3Dプリント技術の応用と開発を共同で推進したいと考えています。同時に、ディープブルー・エアロスペースの研究開発チームは、銅3Dプリント技術のボトルネックに取り組み、3Dプリント製品の品質と性能をさらに向上させます。」
△3Dプリント金属部品今回、ディープブルーエアロスペース社の「ネビュラM」ロケットの1キロメートル級VTVL垂直回収飛行試験の成功により、低高度回収段階の成功も発表され、「ネビュラM」1号試験ロケットは歴史的なミッションを無事完了した。

次の段階では、ディープ・ブルー・エアロスペースは、軌道ロケットと全く同じ実物大の試験ロケットを使用して、高高度回収試験段階（スペースXが第2段階で実物大の試作機「ファルコン9R」を使用して実施した回収試験に類似）を継続し、高度10km、100kmの突破に向けて急速に前進し、最終的には軌道ロケット第1段の制御可能な回収と再利用を実現する予定です。

Antarctic Bearは、今後の実験で3Dプリントがどのような役割を果たすのか、引き続き注目していきます。

金属3Dプリントエンジンが新たな貢献を果たし、DeepBlue Aerospace Nebula-Mロケットの1km高度垂直回復飛行テストが成功

3Dプリンティングの教師が、米国で開催された2019年のCESを訪問した後にこのレポートを執筆しました。

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