ARIANEGROUP TESTA CON SUCCESSO LA CAMERA DI COMBUSTIONE STAMPATA IN 3D PER IL MOTORE A RAZZO ESA
La società aerospaziale ArianeGroup , una joint venture tra Airbus e Safran , ha annunciato di aver testato con successo la sua prima camera di combustione prodotta interamente dalla stampa 3D.
La camera di combustione stampata in 3D, progettata dall’azienda tedesca, è stata testata con successo 14 volte tra il 26 maggio e il 2 giugno 2020 sul banco di prova P8 del centro di prova Lampoldshausen del Centro aerospaziale tedesco DLR .
La produzione della camera di combustione, nonché i test, sono stati condotti da ArianeGroup e DLR, nell’ambito del progetto Expander-Cycle Technology Integrated Demonstrator (ETA) dell’Agenzia spaziale europea (ESA), parte del programma preparatorio futuro dei lanciatori dell’ESA (FLPP). I test convalidano l’uso di componenti hardware stampati in 3D per il modello di test del motore Prometheus dell’ESA (M1). ArianeGroup ritiene che il successo dei test abbia spianato la strada ai motori a razzo realizzati interamente dalla produzione additiva.
ArianeGroup, formato dalle multinazionali aerospaziali Airbus e Safran, è stato creato con l’obiettivo di facilitare lo sviluppo e la successiva produzione del veicolo di lancio Ariane 6 per l’ESA.
La stampa 3D ha svolto un ruolo chiave nello sviluppo dei motori Ariane 6, essendo stata utilizzata per produrre numerosi componenti. L’anno scorso, l’ESA ha completato i primi test antincendio a caldo del dimostratore di motori a razzo stampato in scala reale ArienGroup chiamato BERTA (Biergoler Raumttransportaengine / Biergoler space transport drive), nell’ambito del gasdotto di sviluppo di Ariane 6, un progetto valutato a 3,6 € miliardi ($ 4 miliardi di dollari) al momento.
Oltre a ridurre i costi e abbreviare i cicli di produzione, l’uso della stampa 3D ha permesso ad ArianeGroup di integrare l’unità di potenza ausiliaria (APU) in Ariane 6, aumentando in definitiva la capacità senza pari del lanciatore di adattarsi alle esigenze di diverse missioni.
I suoi recenti test antincendio della camera di combustione completamente stampata in 3D fanno seguito alla campagna di test antincendio condotta dall’azienda lo scorso anno, che ha convalidato 14 elementi tecnologici per i futuri motori a razzo a propellente liquido. La società spiega che i risultati ottenuti rappresentano un passo fondamentale nella preparazione per il futuro sviluppo di motori a razzo a basso costo.
ArianeGroup ed ESA non sono i soli a riconoscere i vantaggi della stampa 3D nella produzione di camere di combustione e motori a razzo. Launcher , una compagnia aerospaziale privata, utilizzava la stampa 3D per produrre la camera di combustione per il suo motore a razzo E-2 . Electron Rocket, la compagnia aerospaziale californiana Rocket Lab , che verrà utilizzata in una prossima missione con la US Space Force, è anche alimentata dai suoi motori Rutherford stampati in 3D.
La camera di combustione stampata in 3D di ArianeGroup è un dimostratore in scala reale per un motore di livello superiore del lanciatore. Incorpora tecnologie di propulsione ed è progettato per convalidare tecnologie, materiali e processi di produzione innovativi come la stampa 3D, l’accensione laser e l’uso di materiali a basso costo.
Presenta una serie di innovazioni, tra cui canali di raffreddamento in lega di rame a basso costo e una camicia esterna realizzata mediante produzione di additivi per nebulizzazione a freddo. La camera di combustione incorpora anche una testa di iniezione monopezzo prodotta da un processo di stampa 3D a fusione laser. ArianeGroup spiega che questa è la soluzione ideale per ridurre significativamente i tempi di costruzione e i costi di produzione dei motori in futuro.
Andando avanti, la convalida riuscita significa che ArianeGroup adotterà la stampa 3D per tutti i suoi motori a propellente liquido, compresi i motori di fascia alta come l’ETID, e i suoi ingegneri di alta gamma del Maine, come il Prometeo. La società ha firmato un contratto con l’ESA per la fabbricazione del Prometeo nel 2017. Il Prometeo dell’ESA è il precursore della propulsione a razzo a bassissimo costo, destinata a essere sufficientemente flessibile da adattarsi a una flotta di nuovi veicoli di lancio per qualsiasi missione, con potenziale riusabilità.
I lavori su ETID e Prometheus sono stati condotti nell’ambito dell’iniziativa FLPP dell’ESA. Questo programma mira a migliorare la competitività dei futuri lanciatori europei producendo soluzioni tecniche mature pronte per una rapida implementazione, sviluppando prodotti con costi, sforzi e rischi inferiori.
