Плакирование и нанесение произвольной формы для закрытия канала охлаждающей жидкости

Недорогие крупногабаритные жидкостные ракетные двигатели с соплами с регенеративным охлаждением обеспечат надежный и недорогой доступ в космос. Охлаждающая жидкость, находящаяся под высоким давлением, циркулирует по ряду каналов внутри сопла для надлежащего охлаждения стенок сопла, чтобы выдерживать высокие температуры и предотвращать выход из строя. Было непросто изготовить и закрыть сложные каналы сопла по доступной цене.

NASA Marshall разработало надежную и упрощенную технологию аддитивного производства для создания внешней оболочки гильзы сопла, закрывающей каналы внутри и удерживающей охлаждающую жидкость под высоким давлением. Возможность прямого замыкания лазерной проволоки (LWDC) сокращает время изготовления сопла и позволяет проводить проверку в реальном времени во время сборки.

Технология LWDC позволяет использовать сопло с улучшенной стенкой канала с внешней оболочкой, которая сплавляется с внутренней оболочкой для удерживания хладагента. Он основан на крупномасштабных методах наплавки, которые уже много лет используются в нефтегазовой промышленности и в ремонтной промышленности для аэрокосмических компонентов. LWDC использует лазерное напыление проволоки произвольной формы для создания элементов на месте и герметизации каналов охлаждающей жидкости. Это позволяет использовать биметаллические компоненты, такие как внутренний медный вкладыш с оболочкой из суперсплава.

LWDC начинается, когда изготовленный лайнер, изготовленный из одного материала, покрывается промежуточным материалом, который устанавливает базовую структуру для прорези каналов. Роботизированная система аддитивной сварки плавленым электродом на основе проволоки создает оболочку произвольной формы снаружи футеровки. Наращивая от основания, вращающаяся сварочная головка наматывает валик проволоки, закрывая каналы охлаждающей жидкости, когда лазер проходит по окружности вокруг направляющей с прорезями. Это создает надежное и воспроизводимое соединение на границе раздела двух материалов. Проволока LWDC и лазерный процесс продолжаются для каждого слоя до тех пор, пока гильза с прорезями не будет полностью закрыта без необходимости какого-либо наполнителя внутри каналов охлаждающей жидкости.

Один вариант позволяет использовать биметаллическую деталь (например, из меди/суперсплава), чтобы помочь оптимизировать материал там, где это необходимо. Производственный процесс был продемонстрирован на ряде различных сплавов. В ходе огневых испытаний детали подвергались воздействию экстремальных температур и давлений в камере сгорания в течение более 1000 секунд. Изучение микрофотографии испытательного изделия, подвергнутого горячему обжигу, подтвердило, что замыкающие соединения каналов охлаждающей жидкости надежны и что каналы охлаждающей жидкости очень мало деформируются.

НАСА активно ищет лицензиатов для коммерциализации этой технологии. Пожалуйста, свяжитесь с консьержем НАСА по лицензированию:Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. или позвоните нам по телефону 202-358-7432, чтобы начать обсуждение лицензирования. Перейдите по этой ссылке здесь Чтобы получить больше информации.