SLA 3D プリントによる渦冷却ロケット エンジン

3D プリンティングはプロトタイピングと開発のための素晴らしいツールですが、材料の特性が機能部品の制限要因になる可能性があります。 [AX Technologies] の [Sam Rogers] と同僚は、小型の液体燃料ロケット エンジンのテストと開発を行っており、渦冷却を使用して樹脂 3D プリントされた燃焼室を保護することに成功しました。 (ビデオ、下に埋め込まれています。)

渦冷却は、エンジンのノズルのすぐ内側の燃焼室に接線方向に酸素を注入することによって機能し、燃焼室の壁に沿って冷却渦巻境界層を作成します。 酸素は燃焼室の前端に移動し、そこで燃料と混合し、中心で点火します。 これはノズル自体を保護するものではなく、使用できなくなるまでの期間は数秒だけです。 ただし、テスト エンジンのモジュール設計のおかげで、テストごとに再印刷する必要があるのは小さなノズル セクションだけでした。 この部品は金属 3D プリンタを使用して製造できますが、特にこの実験段階ではコストがまだ非常に高くなります。 透明な樹脂部品により、燃焼が観察され、あらゆるテストからより正確な結論を引き出すことができます。

このエンジンは、はるかに大型のロケット エンジンのトーチ点火装置として使用することを目的としていました。 燃料は燃焼室の前面に噴射され、酸素と燃料の混合物に点火する点火プラグが配置されています。 酸素と燃料の流れは、リニア レール上のエンジンとともに取り付けられたマイクロコントローラーに接続された 2 つのサーボ操作バルブによって制御されます。 これにより、テスト エンジンが自由に動き、ロード セルを押して推力を測定できるようになります。 点火の遅れを防ぐためにバルブが開く前に火花が生成され、エンジンが爆発する可能性があり、バルブのシーケンスとタイミングを正しく行うことが重要です。 何度も繰り返し、部品を破壊した後、[AX Technologies] チームは点火に成功し、排気管に鮮明な超音速のマッハ ダイヤモンド パターンが現れました。

これは、限られた予算で目覚ましい進歩を可能にする 3D プリンティングと安価なエレクトロニクスのもう 1 つの例にすぎません。 もう一つの例は、固体燃料エンジンを搭載したモデルロケットの自動着陸に関する[ジョー・バーナード]の進歩です。 企業や組織は数年前からロケット エンジンに 3D プリント コンポーネントを使用しており、オープンソース バージョンも登場しています。