Aerojet Rocketdyne, produttore di propulsione missilistica e missilistica della California , ha dichiarato di aver testato completamente il suo motore a razzo RL10C-X stampato in 3D, sperando di aiutare a lanciare il razzo Vulcan Centaur non appena 2022. La serie di test di fuoco ad alta quota ha messo questo motore di nuova generazione attraverso i rigori di una tipica missione di volo spaziale. Utilizzando una camera di prova che simula il vuoto dello spazio esterno, l’RL10C-X, che produce circa 24.000 libbre di spinta, è stato testato in una configurazione simile al volo per dimostrare la capacità del motore di completare un tipico profilo di missione, inclusi riavvii multipli.
Il motore RL10C-X ha dimostrato la piena capacità di missione, ha affermato la società. Il nuovo motore a razzo è la prossima evoluzione del motore dello stadio superiore RL10 dell’azienda e contiene componenti principali, tra cui l’iniettore e la camera di combustione, prodotti con la tecnologia di stampa 3D dell’azienda . Aerojet ha lavorato attivamente nell’ultimo decennio per sviluppare piattaforme di produzione additiva (AM) per costruire componenti in grado di resistere in modo affidabile all’ambiente operativo estremo di un motore a razzo, che subisce pressioni elevate e gradienti di temperatura che vanno da meno 423 gradi Fahrenheit a più di 5.000 gradi Fahrenheit.
L’amministratore delegato della società Eileen Drake ha affermato di aver scelto di incorporare le tecniche di stampa 3D nell’RL10 e in altri sistemi di propulsione per renderli più convenienti, sfruttando al contempo le capacità intrinseche di progettazione e prestazioni della tecnologia. A loro volta, sono riusciti a ridurre i tempi di consegna dei componenti del motore del 35% e del 50% e il costo complessivo del motore del 25% e del 35%.
I componenti stampati in 3D nell’RL10C-X costituiscono il cuore del motore. Aerojet ha detto che l’iniettore miscela i propellenti di idrogeno liquido e ossigeno liquido e li consegna alla camera di spinta dove vengono bruciati, creando gas caldi che producono spinta quando escono dal motore. Aerojet ha selezionato questi componenti perché offrono il massimo potenziale di riduzione dei costi pur offrendo prestazioni e affidabilità eccellenti.
“Il completamento con successo di questa serie di test convalida il nostro approccio per incorporare la tecnologia di stampa 3D nel programma RL10 al fine di ridurre i costi mantenendo le prestazioni impareggiabili del motore”, ha affermato Drake. “L’RL10 è stato un cavallo di battaglia nel settore per quasi sei decenni e l’RL10C-X contribuirà a garantire che il motore mantenga questa posizione di leadership anche in futuro.”
Il motore RL10 è stato sottoposto a nove importanti aggiornamenti. Oltre a orbitare attorno a centinaia di satelliti e inviare veicoli spaziali per esplorare ogni pianeta del nostro sistema solare, il motore ha alimentato il veicolo di decollo e atterraggio verticale DC-X negli anni ’90 e ha dimostrato una capacità di throttling profondo per la NASA fino al 10% del nominale spinta, rendendolo ideale per il grande lander lunare e le future applicazioni del lander su Marte.L’US Air Force Space & Missle Command e Aerojet Rocketdyne hanno avanzato lo sviluppo del motore sull’RL10C-X. Immagine per gentile concessione di Aerojet Rocketdyne tramite Twitter.
Costruito sulla RL10, l’RL10C-X è stato sviluppato in collaborazione con l’ aviazione americana e il fornitore di servizi di lancio di veicoli spaziali americani United Launch Alliance . Alimenterà lo stadio superiore Centaur del lanciatore di riferimento dell’ULA del futuro, il razzo Vulcan Centaur. Durante le recenti serie di test, il motore ha dimostrato con successo sia il funzionamento di lunga durata che l’accensione del motore in condizioni di volo estreme. Jim Maser, Senior Vice President della Space Business Unit di Aerojet, ha affermato che la serie di test ha completato più di 600 secondi di autonomia in due sole prove. Ad oggi, il programma di sviluppo RL10C-X ha accumulato oltre 5.000 secondi di tempo di accensione a caldo completo del motore e 32 avviamenti.
Nell’aprile 2019, il primo prototipo di nucleo del motore RL10C-X realizzato interamente con componenti stampati in 3D è salito alle stelle durante il ciclo iniziale di test. Tutti i componenti del motore stampati in 3D e l’intero sistema del motore sono rimasti in condizioni eccellenti, con una durata significativa rimanente dopo il test del fuoco a caldo.
Nella sua adozione delle tecniche AM, il team di Aerojet ha seguito un percorso di sviluppo deliberato e comprovato che è iniziato con la stampa 3D e il test dei componenti della sottoscala. Quindi è passato a un gruppo camera di spinta su vasta scala, prodotto in modo additivo per il motore a razzo RL10, costruito con una lega di rame utilizzando la tecnologia SLM (Selective Laser Melting). Più tardi nel 2019, il team ha incorporato e testato con successo un nuovo ugello raffreddato in modo rigenerativo che è stato stampato in 3D da una lega a base di nichel che ha portato a testare un sistema motore su vasta scala a livello del mare.
Come dozzine di altre società spaziali, Aerojet ha sfruttato l’AM per ottenere riduzioni significative dei costi, ottimizzazione del peso delle parti, tempi di costruzione più rapidi, geometrie complesse e build interne su richiesta. La continua adozione di tecnologie additive nell’industria spaziale può creare pressioni sui prezzi sui costi di produzione di veicoli spaziali e aiutare a ridurre le barriere all’ingresso per un’ampia gamma di startup. La stampa 3D è prevista per aiutare a far crescere l’ ecosistema spaziale e svolgere un ruolo chiave nel consentire il futuro dei viaggi spaziali umani e della colonizzazione interplanetaria.
