服务热线: 135 7086 9158

  • English English
      推荐资讯

      全球首枚全3D打印火箭即将发射,美国太空公司Relativity Space

      更新时间:2022-05-30 13:52:04
      ​3D打印技术可以帮助人类更好的开拓星际旅行。目前,许多火箭公司都已经在应用。
      △Relativity Space3D打印火箭发动机全周期点火实验

      南极熊获悉,3D打印火箭创业公司Relativity Space,最快有望在2022年夏季,发射首枚全金属3D打印火箭。原来目标日期2020年,变更为今年夏季,比原定计划大约晚了18个月。如果它这次成功实现发射Terran 1(人族1),那就意味着在商业发射行业站稳了脚跟。

      △火箭机库和发射台基础设施,已于2022年4月完工

      最新进展
      Relativity首席财务官Mo Shahzad说,发射前的各项测试已于上周结束,火箭将于5月31日从加利福尼亚州长滩,运到佛罗里达州卡纳维拉尔角发射场。

      人族1号可将重达1000公斤(2204磅)的有效载荷送入预定轨道。据Shahzad称,首次发射是为了产品演示。虽然还没有正式发射,但是,目前已与美国宇航局和国防部的创新部门,签署了后续发射合同。

      △火箭人族1(左)与人族R(右)体积对比
      火箭发射需求高速增长
      Shahzad表示,公司正在开发的另一款火箭——人族R,可重复使用;同时,对比人族1号的有效载荷提高近20倍,为运输商业级卫星等重型货物而研发。展望未来,鉴于客户对这种大型火箭的商业需求,“我们将优先考虑Terran R”。

      Relativity公司的员工人数在过去两年中增长了五倍,达到近800人,已从投资者Mark Cuban、Blackrock 、Tiger Global Management LLC和Jared Leto等融资了约13亿美元。

      △Terran 1配备9个Aeon火箭发动机
      技术优势(60天造全金属3D打印火箭)
      人族 1发动机最突出的性能是简约性——通过减少发动机燃烧室、点火器、涡轮泵、反作用力推进器和车辆增压系统中的零件数量,它只有100个左右的零件,而大多数火箭发动机通常有数千个零件。据称,这个发动机不用60天就能打印出来。

      3D打印的Relativity Space Aeon发动机

      Stargate的专利技术实现了全新价值链和创新的结构设计。 Stargate工厂可以提高改善Terran 1火箭的设计,生产,质量和速度的能力,优势包括:
      • 零固定工具,减少零件数量
      • 更快的设计迭代和零件优化
      • 实时质量控制和零件检查,在3D打印期间和之后检查零件,以确保它们符合最高的均匀度和质量标准
      • 传感器和分析驱动的机器学习
      • Relativity开发了多种专为3D打印设计的专有合金,以满足关键任务性能

      金属3D打印技术,助力新的火箭制造模式
      Relativity建立的星际之门Stargate工厂,这是第一个使火箭制造自动化的航空航天平台,垂直集成了智能机器人技术、软件和数据驱动的3D打印技术。

      充分利用3D打印特有的技术优势

      Stargate工厂整合了世界上最大的金属3D打印机和AI驱动的控件,不断优化生产,从而大大提高了质量和时间,降低了成本,并可以实现制造以前不可能的产品设计。自己即可打印火箭95%的部件,其余仅5%的电缆、芯片或橡胶部件外购。

      作为第一家全3D打印火箭应用的公司,人族该1是Relativity第一个应用产品。该公司宣称, 在20年内,他们的星际之门工厂将扩展到整个航空航天领域。

      △一个全新的价值链:专门针对3D打印的设计部件→选择适合的原材料→金属3D打印成型→达到低成本、高效率的火箭制造目标

      专为Stargate设计的高强度合金线材。旨在满足关键任务结构要求的物理性能、内部材料表征实验室,可快速迭代新合金的开发

      △智能控制,实时质量控制和零件检查,智能数据驱动制造,机器学习控制算法,增材减材一体化的金属3D打印,可实现复杂的几何形状

      传感器与分析,自动化机器人和路径规划,在制造过程中捕获验证和确认数据,系统架构灵活且高度可扩展,基于云的制造模拟和培训

      Relativity认为,一般来说,火箭由有效载荷、制导、推进和结构这四个主要系统组成。它60年一直依靠大型工厂、固定工具、复杂的供应链和大量的体力劳动,在2年或更长时间内制造出包含100000多个零件的昂贵火箭。

      最大有效载荷:近地轨道1,250 KG至185 KM ;太阳同步轨道900 kg to 500 km ,700 kg to 1200 km

      一级火箭9个Aeon 1 发动机;二级火箭1个Aeon Vac发动机,可重启。
      推力:近地轨道每台发动机19,500 lbf-vac,组合175,500 lbf-vac;太阳同步轨道22,500 lbf-vac。

      竞争激烈的太空业务
      Relativity采用3D打印技术生产火箭,要与其他火箭初创公司和更成熟的航空航天公司,在激烈的市场中竞争,如埃隆马斯克的Space Exploration、Technologies Corp、Rocket Lab USA、Virgin Orbit Holdings、Astra Space和Jeff Bezos的Blue Origin LLC等。

      △Relativity Space的室内3D打印技术

      但是,Relativity表示,鉴于特有的3D打印生产能力,它可以比竞争对手更快地制造火箭和满足客户发射任务,90%以上的火箭由机器“打印”,对比传统制造工艺,有效降低了成本。

      Relativity正在将Terran R的开发转移到长滩机场附近一家更大的工厂,占地100万平方英尺(93000平方),波音公司曾在这里制造C-17军用货机。该公司还表示,未来希望利用3D打印技术在火星上建立工业基地。

      △Relativity的人族火箭工厂的效果图

      Relativity Space 最近事件时间表:
      > 2021年10月:人族1号进行第一阶段测试,包括防水、低温和飞行压力测试;
      > 2021年12月:在LC-16完成了“雨鸟”测试。“雨鸟”是水系统的一部分,将用于减轻起飞时的声学影响;
      > 2021年12月:在NASA位于密西西比州的斯坦尼斯航天中心,建造了一个新的双舱试验台,该公司在那里进行发动机测试;
      > 2022年1月:完成了第一台真空发动机的完整测试,运行时间为310秒;
      > 2022年2月:完成第一架全尺寸飞行器的结构测试;
      > 2022年3月:进入第二阶段,从加利福尼亚总部运送到Stennis;
      > 2022年4月:完成测试,在Stennis成功试射60秒;
      > 2022年5月:进行运输,从斯坦尼斯运送到佛罗里达。