返回太空：火箭实验室重复使用3D打印的卢瑟福发动机

火箭实验室（纳斯达克股票代码：RKLB）将首次推出预飞的3D打印卢瑟福发动机，作为其电子可重用性计划的一部分。 该发动机之前为 2022 年 5 月发射的“那里又回来”任务提供动力，经过了广泛的认证和验收测试，以证明它可以重新飞行，包括 航天公司表示，多次完整的任务持续时间的热火，预飞发动机性能完美，与新的卢瑟福发动机相当。

随着火箭实验室的推进团队现在为发动机重新飞行开绿灯，它将在计划于2023年第三季度升空的即将到来的商业任务中发射。 虽然发动机现在已经准备好重新飞行，但计划在第二季度发射的电子火箭已经配备了完整的卢瑟福动力单元组件，所以这个预飞 发动机将加入生产线，与正在进行的电子火箭集成。

火箭实验室电子运载火箭从发射综合体1升空，然后第一阶段返回地球进行海洋着陆和回收，作为火箭实验室可重复使用性计划的一部分。 图片由美国商业资讯提供。

该发动机是几台回收的卢瑟福发动机之一，这些发动机共同经历了许多成功的全持续时间热火，以支持测试和研发工作以进行恢复。 该发动机加入了在Electron上重新飞行的多个系统，包括氦气压机系统。

卢瑟福发动机由火箭实验室设计和制造，是世界上第一个3D打印和电动泵送轨道火箭发动机。 自2017年火箭实验室发射的第一枚Electron（一种两级，部分可重复使用的小型火箭）以来，已有350台卢瑟福发动机被发射到太空，使其成为最可靠的发动机之一。 并经常驾驶美国轨道火箭发动机。

据该公司称，卢瑟福发动机的生产可扩展性得益于增材制造的主要部件，如燃烧室、喷油器、泵和 主推进剂阀。 这些可以在24小时内打印，与传统生产方法相比，大大缩短了生产时间。

Rocket Lab的创始人兼首席执行官Peter Beck广泛谈到了该公司的3D打印Rutherford发动机。 在几份公开声明中，贝克强调了3D打印对火箭发动机生产的好处，包括快速迭代设计的能力，降低制造成本，以及 提高性能。

3D打印卢瑟福发动机的优点之一是它能够产生比传统发动机更高的推重比和更高的燃油效率，这有助于 提高火箭实验室火箭的整体性能，贝克解释说。 此外，这位新西兰企业家强调了创新和新技术在推动航天工业增长和成功方面的作用，他认为3D打印是 这种趋势。

Rocket Lab与几家3D打印公司合作生产火箭部件，包括用于其3D打印过程中使用的金属粉末的Carpenter Technology和用于3D打印的EOS 卢瑟福发动机的发动机燃烧室和喷嘴。 它还依靠SLM Solutions的选择性激光熔化（SLM）机器来3D打印各种小部件，包括阀体，支架和配件，以及雷尼绍的直接金属激光器 烧结（DMLS）平台到卢瑟福的3D打印注射器。

电子被回收，卢瑟福发动机在快速前往太空和完美的飞溅后处于良好状态。 图片由火箭实验室提供。

火箭实验室与这些3D打印公司的合作使他们能够获得最新和最先进的3D打印技术。 贝克曾多次对3D打印改变火箭发动机设计和生产的潜力表示热情。 在接受福布斯和CNBC采访时，他表示火箭实验室将继续投资这项技术。

卢瑟福发动机用于电子运载火箭的第一级和第二级，第一级有九台发动机，第二级有一台真空优化发动机。 重新飞行该发动机是火箭实验室恢复硬件和六个电子任务的第一阶段计划的最新里程碑，最新阶段于 2023 年 3 月 24 日检索， 继从新西兰火箭实验室发射综合体1发射的“节拍继续”任务之后。

火箭实验室一直在迭代开发和测试两种并行的恢复方法。 一个是海洋回收，即电子的第一阶段在降落伞下返回地球，进行柔和的海洋飞溅和乘船回收。 另一种方法是空中回收，当阶段在降落伞下下降回地球时，Electron的第一阶段被一架专门的直升机捕获在空中。 对返回阶段的广泛分析表明，Electron经受住了海洋飞溅，工程师希望未来的完整阶段能够通过认证和验收测试 以最少的翻新重新飞行。

因此，火箭实验室正在推进海上作业，作为回收电子以进行重新飞行的主要方法。 预计这将使适合恢复的电子任务数量从50%左右增加到60%至70%之间。 此外，火箭实验室计划在本第三季度推出预飞行的卢瑟福发动机后，评估飞行完整的预飞行第一级助推器的机会。

“Electron已经是一种成熟的主力火箭，五年多来一直在提供频繁和可靠的轨道访问。 通过将其发展为可重复使用的运载火箭，我们计划进一步提高我们已经稳步上升的发射节奏，在太空进入时为我们的客户提供更多的发射可用性。 在全球范围内受到严重限制，“贝克指出。

正如航天工业高管所说，小型火箭的可重复使用性极具挑战性，因为它们没有大型火箭实现推进着陆所需的燃料裕度。 然而，尽管存在这一重大的技术障碍，火箭实验室对可重复使用性计划一直很顽强，并证明有可能将小型火箭带回家并运行发动机。 新的。

“这是一项重大的技术成就，为全球小型运载火箭树立了新标准，”贝克描述道。 “我们处于这个位置要归功于我们勤奋的工程师设计了坚固的组件，并从Electron计划一开始就对其进行了过度认证，以确保可靠性，并对其进行了良好的设置。 以供重复使用。 我们期待继续通过可重用性重写小型发射的规则，同时利用我们在此过程中收集的大量数据和经验来为我们的开发提供信息。 中子火箭，这将是向前迈出的更大的一步，具有完全可重复使用的第一阶段，级间和整流罩。

从降低成本到节约资源，可重用性已成为航天工业中越来越重要的概念。 传统上，太空任务涉及发射一次性火箭。 然而，技术进步使得设计和制造可以多次重复使用的航天器和火箭成为可能。

此外，考虑到空间碎片如何成为地球轨道上日益严重的问题，通过重复使用组件和资源，火箭实验室可以帮助减少 离地任务产生的空间碎片，减少了对环境的影响。 今天学习重复使用资产将有助于未来的太空任务进行资源保护，特别是考虑到太空中的资源是多么有限。 随着对空间探索和商业化的兴趣增加，可重用性可能在空间生态系统的未来中发挥重要作用。