美国火箭燃料药柱3D打印技术获得专利，降低火药“整形师”危险

南极熊曾经看过【大国工匠】雕刻火药 为国铸剑的军工匠人的一个视屏，了解到火箭火药“整形师”是非常危险的一项工作，这个过程的本质是：固体推进剂通常采用浇注固化成型，固化完成后要切去多余部位，消除毛刺，使之达到设计的尺寸要求。稍有不慎就会点燃火药。由于火药化学性能非常不稳定，所以这项工作一般需要靠人手工来完成。

但是据南极熊了解，火箭工艺公司2017年1月17日宣布，其混合火箭发动机药柱3D打印技术获得美国专利，该技术可为混合火箭发动机设计和制造完美无缺、高性能和更安全的操作性燃料药柱，仅采用两个移动部件就能制造安全且低成本的运载器。该公司总裁兼首席技术官罗纳德•琼斯表示，利用3D打印技术制造火箭燃烧室可使该公司以目前一半的成本发射小卫星入轨。南极熊觉得，如果这项技术在国内得到实用的话，那么火箭火药“整形师”这项危险的工作会有3d打印机替代。

如果3D打印的方式来制造发射药柱：

1.3D打印可以做到非常精确

2.无需再人工修整。

3.甚至可以通过对3D打印的喷剂成分调整来对发射药柱的燃烧性能进行调整，

但是也有很多的难题需要克服，比如产生高温，机械碰撞产生火花等等，当然，这需要很多实验。

南极熊接下俩为大家将一下火箭固体发动机工作原理，固体发动机跟普通发动机同一而论，说的非常通俗就是，固体发动机就是发动机火药在罐子里一直燃烧，然后往外喷产生推力。

而固体发动机没有油门这种概念，只能用不同的炸药的排布方式对应不同的火箭燃烧特性，所以制造火药柱就成了火箭固体发动机的一个非常重要的工作，这是个细活，通常需要有丰富的经验根据需求把药加工成不同的形状，理论上当然是可以仿真的，但是鉴于化学专业的不稳定性，仿真比较就不靠谱，所以现在业内主要是靠药学专家（雕刻工人）把整块药加工出来，点火试试，再改改，再点火烤，

据了解，RCI公司正采用该专利技术制造的火箭发动机研制全球首枚可批量生产的“无畏”-1(Intrepid-1)运载火箭。最近获得专利批复的3D打印技术扩大了该公司的专利组合，拥有多种已授权和待定的应用。

前NASA宇航员、桑迪亚国家实验室总经理，现RCI公司的总裁兼首席执行官希德•古铁雷斯表示，RCI公司持续创新，该新型专利展现了该公司以更安全、更可靠、成本更低的开展航天活动的志向。混合火箭因燃料与氧化剂分离存储，可降低意外爆炸的可能性，具有更高的安全性，未来将向航班一样安全。RCI公司的药柱3D打印技术将促进混合火箭技术的成熟。

该专利(US 9453479)应用先进的3D打印技术制造药柱，提高了火箭发动机的性能，同时可解决数十年来困扰传统混合火箭发动机设计的振动源等历史难题。该专利利用了3D打印技术精确制造药柱(管状结构，可同时作为火箭固体燃料源和燃烧室)，形成独特的内部几何形状，显著提高火箭发动机运行过程中燃烧速率。

琼斯表示，通过上述3D打印技术制造的药柱，将降低抑制震动所需要的结构强度，同时提高火箭发动机加速阶段的燃料消耗速率。目前，RCI公司准备在2019年将其火箭发动机应用于轨道发射。

来源：中国国防科技信息网  南极熊编辑