Študenti zamieria do vesmíru s 3D tlačeným raketovým motorom

Študenti UCSD v testovacom zariadení Mojave

V testovacom zariadení Mojave študenti UCSD pripravujú svoj 3D tlačený raketový motor na testovaciu streľbu 18. apríla 2015. Vľavo dole v smere hodinových ručičiek: Jesse Lang, Jeffrey Chan, Mark Chang a Kenneth Benedictos.



SAN DIEGO - Pred rokmi som sa zúčastnil na prednáške niekoľkých vesmírnych svietidiel vrátane doktora Roberta Forwarda.



Slávny futurista, ktorý vždy dodržal svoje meno, povedal, že očakáva, že budeme rásť rakety jedného dňa, rovnako ako pestujeme rastliny. V tom čase - to bolo v deväťdesiatych rokoch minulého storočia - sa v publiku ozvalo nejaké reptanie a šúchanie nôh. Dnes, aj keď možno nie sme celkom pripravení vyrásť raketu, čo tak ju vytlačiť?

Zdá sa, že skupina študentov Kalifornskej univerzity v San Diegu je na dobrej ceste, začínajúc motormi rakety. [10 spôsobov, ako 3D tlač zmení cestovanie vesmírom]



Deepak Atyam, zakladateľ kapitoly UCSD národnej organizácie Students for the Exploration of Space (SEDS), si myslí, že je ten správny čas.

'Kapitola UCSD SEDS bola založená s cieľom zistiť uskutočniteľnosť vytvárania 3D tlačených raketových motorov na kvapalné palivo,' povedal Atyam pre guesswhozoo.com a dodal: 'S touto technológiou robíme úžasné veci a vždy chceme byť ostražití.' využiť každú príležitosť vidieť, že táto práca je skutočne komercializovaná. “

Iniciatíva 3D tlačeného motora sa začala pred niekoľkými rokmi projektom s názvom Tri-D, malou raketou prvej generácie, ktorú študentský tím vyrobil a testoval v roku 2013. Na základe tohto úspechu začali plánovať väčšie zariadenie. Nová elektráreň sa volá Ignus.



„Ignus Engine bol navrhnutý tak, aby vyvíjal ťah 750 libier a bol vysoký menej ako 30 cm. Váži asi 7 kilogramov, “povedal Atyam. „Pôvodne sme sa zamerali na využitie existujúcich návrhov a pokúsili sme sa zlepšiť súčasný stav. Injektor bol modelovaný podľa ikonického motora F-1, “povedal v narážke na slávny ťahový motor s hmotnosťou 1,5 milióna libier, ktorý slúžil na pohon mesačnej rakety NASA Saturn V.

Členovia UCSD

Členovia študentského raketového tímu UCSD oslavujú pokrok so svojim 3D tlačeným raketovým motorom. Zľava: Vincent Tran, Jia Yang, Deepak Atyam, Jesse Lang, Jeffrey Chan.



'Vytvorili sme vlastnú jedinečnú spaľovaciu komoru,' dodal Atyam. „Chceli sme vyskúšať nové veci, ale nechceli sme urobiť niečo také radikálne, že by sme netušili, či to bude fungovať alebo nie. Namiesto toho, aby sme všetko robili premenné, ponechali sme niekoľko konštánt konštrukčných parametrov. '

Stručne povedané, niektoré návrhy boli experimentálne, zatiaľ čo iné boli navrhnuté podľa existujúcich raketových motorov. Ale pomocou 3D tlač , namiesto obvyklých techník obrábania a odlievania bolo na výrobu motora panenské územie.

'Vstrekovač a spaľovacia komora môžu byť vytlačené v jednom kuse, ale keďže sme chceli, aby bol tento motor výskumu a vývoja, chceli sme mať možnosť ho rozobrať a skontrolovať ho po vypálení.' Povedal Atyam.

Výsledná veľkosť a výkon motora boli diktované maximami raketa konštrukcia motora, povedal Atyam.

'Existuje krivka toho, ako malý alebo veľký môžete realisticky postaviť znejúcu raketu na kvapalné palivo,' povedal. (Zvukové rakety sú relatívne malé suborbitálne výskumné prostriedky.) „Minimálny výkon je asi 600 až 1 000 libier ťahu, takže sme sa zamerali na niečo medzi tým a dokázali sme dokončiť 750 libier ako výslednú úroveň ťahu.“ [3D tlač vo vesmíre: nová dimenzia (fotogaléria)]

Deepak Atyam upravuje armatúru na 3D tlačenom raketovom motore, ktorý sa testuje v apríli v púšti Mojave.

Deepak Atyam upravuje armatúru na 3D tlačenom raketovom motore, ktorý sa testuje v apríli v púšti Mojave.

Začiatkom apríla bola škrupina motora kompletná, ale príprava na test bola predsa len klinec.

'Motorový tím pracoval vo dne v noci, 12 a niekedy aj viac hodín denne takmer dva týždne,' povedal Atyam. 'V pasážach po úlohe 3D tlače stále uviazol nejaký spekaný prášok.' Boli sme nútení vložiť injektor na niekoľko dní do ultrazvukového čističa a mali sme šťastie, že z neho odišlo veľké množstvo prášku! “

Skutočný testovací požiar bol vykonaný v Mohavskej púšti 18. apríla na testovacom stanovišti rakety vedenom skupinou s názvom Priatelia amatérskej rakety. Podporou študentov UCSD v teste bola skupina inžinierov zo spoločnosti XCOR Aerospace, staviteľov suborbitálnej vesmírnej roviny Lynx.

Študentskí inžinieri dorazili na testovacie miesto Mojave neskoro v noci, pracovali až do bieleho času, aby vybavili a pripravili svoje vybavenie. Asi po troch hodinách spánku vstali za úsvitu na posledné prípravy.

„Po vyvrcholení jeden a pol roka navrhovania, testovania a budovania sme všetci pracovali ako tím v posledných minútach, aby sme to všetko spojili. Keď sme boli konečne pripravení naplniť tanky, všetkým bolo povedané, aby sa presunuli do bunkrov. Naši poradcovia z XCOR keď boli všetci schúlení v bunkri, naplnil nádrž kyslíka zo zadnej časti snímača. Keď odchádzali smerom k bunkru, pripravili sme sa natlakovať systém a iniciovať sekvencie, “pripomenul Atyam.

„Konečne sme boli pripravení. Keď sme sa dostali do vedenia, začali sme postupnosť odpočítavania. O päť sekúnd sa zapaľovač spustil, potom sa na T-1 otvorili ventily umožňujúce tekutý kyslík a petrolej. Tam bol úžasný oranžový plameň a neopísateľný pocit úžasu a sily, ktorý zasiahol každého jedného človeka do hrude. Asi po sekunde sa popálenie skončilo a všetci sme kričali a jasali. “

Potom, čo sa inžinieri XCOR uistili, že je bezpečné ísť von, Atyam a jeho tím, medzi ktorými boli dlhoroční spolupracovníci Alex Finch a Ngoc Nguyen, dostali povolenie skontrolovať ich motor.

'Vyzeralo to úžasne a zdá sa, že nič nie je na mieste,' povedal Atyam. „Bol tu však jeden problém. V priebehu odpočítavania niekto omylom odpojil systém získavania údajov z počítač , takže sme nezískali žiadne údaje! '

Bola to malá cena za úspešnú skúšobnú streľbu. Údaje sú však svätým grálom technických skúšok, a tak to vyskúšali ešte raz a v ten deň motor vypálili druhýkrát.

'Tentokrát sme mohli cítiť silu tri veľmi dlhé sekundy.' Bol to pre nás všetkých veľký moment, “povedal Atyam. „Nasledujúcich pár hodín sme strávili balením a tancovaním západu slnka, keď sme oslavovali. Boli sme vyčerpaní a nadšení z toho, čo bolo pred nami. '

Plány do budúcnosti zahŕňajú použitie konštrukcie testovacieho motora v trojstupňovej rakete, ktorá dúfa, že toto leto poletí do výšky 3050 metrov (10 000 stôp). Tím nakoniec dúfa, že svojimi raketami vynesie na obežnú dráhu malé satelity.

Kapitolu SEDS o UCSD založili v roku 2012 Atyam, Joshua a Kenneth Benedictos a Benjamin Liu s mentorom skupiny Jonathanom Jonesom. Ich fakultným poradcom na Jacobs School of Engineering UCSD je Dr. William Forman. Pomoc skupine poskytlo aj Marshallovo vesmírne letové stredisko NASA.

Nasleduj nás @Spacedotcom , Facebook alebo Google+ . Pôvodne uverejnené dňa guesswhozoo.com .