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太空直接造!全3D打印電噴霧發(fā)動機(jī)問世

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2月20日消息,據(jù)報道,美國麻省理工學(xué)院團(tuán)隊近期展示了一款完全采用3D打印技術(shù)制造的電噴霧發(fā)動機(jī),能通過發(fā)射液滴來推進(jìn)。

這款電噴霧發(fā)動機(jī)不僅生產(chǎn)速度快,而且成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)推進(jìn)器。其獨特之處在于,它完全利用市場上可購買的3D打印材料和技術(shù)制造,甚至具備在太空中完成打印的潛力。這一突破為未來航天器的制造和維護(hù)提供了新的可能性。

電噴霧發(fā)動機(jī)的工作原理是通過對導(dǎo)電液體施加電場,產(chǎn)生高速微小液滴射流,從而推動航天器。這種微型發(fā)動機(jī)尤其適用于小型衛(wèi)星(如立方體衛(wèi)星)。與傳統(tǒng)的化學(xué)燃料火箭相比,電噴霧發(fā)動機(jī)在推進(jìn)劑使用上更為高效,能夠更好地執(zhí)行精確的軌道內(nèi)機(jī)動任務(wù)。盡管單個發(fā)動機(jī)的推力較小,但通過并聯(lián)多個電噴霧發(fā)射器,可以輕松達(dá)到所需的推力水平。

研究團(tuán)隊采用了雙光子打印和數(shù)字光處理兩種3D打印技術(shù)協(xié)同制造:雙光子打印技術(shù)用于精準(zhǔn)構(gòu)建帶有尖端結(jié)構(gòu)的發(fā)射器模塊,而數(shù)字光處理技術(shù)則用于快速成型容納組件的大型流形塊。這種多尺度制造策略有效解決了微型精密部件與宏觀結(jié)構(gòu)的集成難題,實現(xiàn)了復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高效制造。

最終打印出的推進(jìn)器包含32個電噴霧發(fā)射器,這些發(fā)射器協(xié)同工作,確保推進(jìn)劑噴流穩(wěn)定且均勻。測試結(jié)果顯示,原型設(shè)備的推力性能與現(xiàn)有設(shè)備相當(dāng),甚至在某些方面表現(xiàn)更優(yōu)。

進(jìn)一步研究表明,通過調(diào)整推進(jìn)劑的壓力和施加在發(fā)動機(jī)上的電壓,可以精確控制液滴流量,從而實現(xiàn)更寬范圍的推力輸出。

這種設(shè)計不僅簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),減少了對復(fù)雜管道、閥門或壓力信號網(wǎng)絡(luò)的依賴,還提供了一種更加輕便、 經(jīng)濟(jì) 且高效的電噴霧推進(jìn)解決方案。

研究人員表示,這項技術(shù)為未來航天器的設(shè)計和制造開辟了新的方向,特別是在小型衛(wèi)星和深空探測任務(wù)中具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著3D打印技術(shù)的不斷進(jìn)步,電噴霧發(fā)動機(jī)有望成為航天推進(jìn)領(lǐng)域的重要創(chuàng)新之一。

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【來源:快 科技 】

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