首页 关于我们

SpaceX第一代“星舰”谢幕,3D打印为其测试发展贡献力量

作者:3D打印技术参考 2024/11/22 09:36
北京时间11月19日清晨6时,美国SpaceX公司成功实施“星舰”第六次试验性发射,标志着第一代“星舰”(V1版)的最后一次试飞圆满落幕。本次发射中,出于安全考量,“星舰”的第一级并未采用“筷子”回收,而是采取了受控坠入海洋的策略。与此同时,经过精心调整的“星舰”第二级在太空环境中顺利完成了发动机点火测试,并成功经受住了重返大气层的严峻考验,最终精确降落在了印度洋的预定区域。SpaceX公司计划于明年投入第二代“星舰”(V2版)进行更为频繁和更具挑战性的试飞,以期逐步满足实用化标准,推动航天技术的进一步发展。

星舰飞船测试经历


首次试飞(2023年4月):星舰在首次试飞中遭遇了失败,火箭在第一级和第二级分离前发生了爆炸。这次试飞虽然未能成功,但为SpaceX提供了宝贵的数据和经验,有助于后续的设计和改进。

第二次试飞(2023年11月):尽管火箭的第一级和第二级成功分离,但随后助推器和飞船先后发生了爆炸。这次试飞再次暴露了星舰在设计和操作上的问题。

第三次试飞(2024年3月):火箭的第一级和第二级成功分离,但助推器在尝试着陆点火后意外解体,飞船在再入大气层时失联。这次试飞虽然未能完全成功,但实现了多个技术目标,并为未来的测试奠定了基础。

第四次试飞(2024年6月):在这次试飞中,星舰基本上完成了所有预设项目的测试,包括助推器的回收和飞船的再入大气层。尽管星舰飞船的襟翼在返回地球期间出现吸热瓦片受损,但最终成功在印度洋溅落。这次试飞标志着星舰在回收和再利用技术方面取得了重要进展。

第五次试飞(2024年10月):SpaceX首次成功用发射塔架上的捕获装置(被称为“筷子夹火箭”)捕获了从天而降的助推火箭,这是人类首次用这种方式回收火箭,标志着星舰技术的一大突破。同时,星舰飞船也成功溅落在预定海域。

3D打印推动星舰飞船测试发展


从2023年4月至今,SpaceX打造出了有史以来规模最大、性能最强的飞船发射系统,成功将星舰飞船送入近地轨道,并凭借充满未来感的Mechazilla系统和“筷子”装置,精准捕获了巨大的一级助推器。这一成就,离不开SpaceX超强的快速原型迭代能力和成本效益金属增材制造技术为这一成就的实现无疑发挥了巨大作用。


第五次飞行测试,让星际飞船向全面且快速的可重复使用性又迈出了坚实的一步。马斯克曾透露,每次发射后都会对硬件进行数千项改进频繁的测试发射凸显了SpaceX非凡的制造速度
spacex starbase
在超重型助推器返回和捕获前,需满足数千种不同的运载工具和发射台标准,确保助推器和塔架系统的正常运行,并由任务飞行总监发出手动命令。星际飞船的目标溅落点为印度洋,此飞行路径无需再入燃烧,既保障了公共安全,又为实现SpaceX的主要目标——星际飞船的受控再入与水上着陆提供了可能。即便未坠毁,落入海洋也意味着星际飞船的许多部件(包括引擎)需被舍弃因此,SpaceX必须快速且经济地生产多个引擎简单部件或可通过压铸和数控加工获得,但复杂部件和子组件则需依赖3D打印从Starfactory内大量的助推器来看,增材制造的需求巨大。

2021年马斯克曾透露,猛禽发动机的产量正在加快,当时每48小时可生产一台发动机,每周可以生产3.5台猛禽发动机,每月可以生产14台。开发60多台猛禽发动机需要4-5个月的时间。而如今三年时间过去,SpaceX的制造速度只会更快!
3D打印技术参考注意到,SpaceX与知名金属3D打印设备商Velo3D于日前签署了新的3D打印技术许可SpaceX将向后者的增材制造技术投资800万美元。Velo3D以其Sapphire系列金属粉末床熔融3D打印机而闻名,其创新的非接触式铺粉技术对于实现高质量的构建至关重要,尤其是无支撑金属3D打印的实现。协议授权SpaceX在内部使用、复制和修改Velo3D的技术,并基于这些技术开发新应用。

3D打印技术被广泛应用于星舰的部件制造中。星舰的两级结构,包括第一级的超重型火箭助推器和第二级的航天器,都设计有可重复使用的功能,并且都装备了由猛禽发动机提供动力的系统。这些发动机和航天器部件中,有大量是通过3D打印技术制造的。例如,燃烧室、喷嘴延伸件、支架、配件以及其他组件都可能采用了3D打印技术。这种技术的应用使得SpaceX能够快速制作原型和迭代设计,从而加速了整个开发进程

SpaceX猛禽3发动机大量使用3D打印技术

科罗拉多大学利用Velo3D解决方案推出火箭涡轮泵设计

SpaceX的星舰飞船测试历史是一段充满挑战与突破的旅程。通过不断的测试和改进,SpaceX正逐步接近其将人类送上火星和其他深空目的地的宏伟目标。
注:本文由3D打印技术参考创作


本文来自新知号自媒体,不代表商业新知观点和立场。
若有侵权嫌疑,请联系商业新知平台管理员。
联系方式:system@shangyexinzhi.com