QAMD 利用 SLM 技术增材制造首个双金属 RDRE 喷射器

2024 年 6 月 6 日，南极熊获悉，Quadrus Corporation 的先进制造部门 (QAMD)通过选择性激光熔融 (SLM) 技术制造了世界上第一个双金属旋转爆震火箭发动机 (RDRE) 喷射器，标志着航天增材制造领域取得了突破性成就，代表了 NASA MSFC 管理的一系列小型企业创新研究 (SBIR) 第二阶段和第三阶段工作的成果。



● Quadrus Corporation：是一家商业软件解决方案和合同工程服务供应商，提供定制和商用软件，包括专有的 GenITC 以及分布式测试、分析和仿真系统 (DTASS) 。其先进制造部门 QAMD 专注于推进和航空航天技术领域金属增材制造 (AM) 的开发和应用，与航天、国防、商业和学术行业合作，生产高质量、高性能的零件。



旋转爆震发动机 (RDE) 最近由美国宇航局的研究人员验证可用于太空，并由空军研究实验室进行研发工作。RDE 采用一种压力增益燃烧形式，其中一个或多个爆震连续围绕环形通道传播。计算模拟和实验结果表明，RDE 在运输和其他应用中具有潜力。在爆震燃烧中，火焰前锋以超音速扩展。理论上，爆震燃烧比传统的爆燃燃烧效率高出 25%。将大大节省燃料，而目前的缺点包括不稳定性和噪音。

由于旋转爆震波产生的高热，RDRE 喷射器面临巨大挑战。为此，QAMD 设计了一种解决方案，采用导热 GRCop-42 制成的薄面板和抗氧化镍基超合金 Monel K500 制成的歧管。GRCop-42 可使推进剂有效冷却喷射器表面，而 Monel K500 的抗氧化性和强度可使歧管壁更薄，从而实现更轻的设计，以满足 RDRE 应用的需求。



Quadrus Corporation 的先进制造工艺克服了与双金属 SLM 制造相关的众多难题，包括精确的几​​何对准、降低材料交叉污染的风险以及形成高强度的双金属键合。QAMD 在这三个方面都表现出对细节的严格关注，同时在双金属区域保持 0.040 英寸的孔径。

双金属喷射器使 NASA 多年来致力于燃烧喷射器应用热管理的 SBIR 努力达到了顶峰。成功包括开发 Quad Mesh，这是一种用于喷射器面板应用的蒸发冷却的突破性方法。Quad Mesh 可在高热通量区域实现可定制的渗透性，与 SLM 构建过程和除粉技术协同补充。

双金属喷射器以及采用 Quad Mesh 技术的整体式 GRCop-42 喷射器计划于 2024 年夏季在 NASA 马歇尔太空飞行中心进行热火测试，这标志着火箭喷射器应用热管理向前迈出了重要一步。Quadrus Corporation 继续推动航空航天业的创新，并致力于突破太空推进技术的极限。