La NASA veut qu'Aerojet Rocketdyne fabrique plus de moteurs-fusées avec des pièces imprimées en 3D

La NASA veut qu'Aerojet Rocketdyne fabrique plus de moteurs-fusées avec des pièces imprimées en 3D

Lors de son premier lancement, la NASA

Dans le cadre d'une relation de travail de plusieurs années avec la NASA, Aerojet Rocketdyne de Sacramento, en Californie, construira un total de 24 moteurs-fusées RS-25 pour prendre en charge jusqu'à six vols SLS pour une valeur contractuelle totale de près de 3,5 milliards de dollars. Prévue à l'origine pour produire six nouveaux moteurs RS-25, la société a récemment obtenu un contrat de 1,79 milliard de dollars pour la construction de 18 moteurs-fusées RS-25 supplémentaires pour soutenir les futures missions d'exploration dans l'espace lointain.

“This contract allows NASA to work with Aerojet Rocketdyne to build the rocket engines needed for future missions,” said John Honeycutt, the SLS program manager at NASA’s Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama. “The same reliable engines that launched more than 100 space shuttle missions have been modified to be even more powerful to launch the next astronauts who will set foot on the lunar surface during the Artemis missions.”

Bien que la navette spatiale Endeavour soit maintenant exposée dans un musée au California Science Center de Los Angeles, ses moteurs

Les 18 moteurs supplémentaires continueront de tirer parti de l'optimisation de la chaîne d'approvisionnement et de l'intégration des techniques de fabrication additive (AM) déjà introduites dans la production initiale des moteurs SLS.

Configuration SLS initiale, propulsée par des moteurs-fusées RS-25 (Crédits: NASA)

L'utilisation de la technologie AM pour réduire les coûts et améliorer l'efficacité de ses moteurs est l'une des principales priorités de la société aérospatiale et de défense. Aerojet Rocketdyne

“Our primary focus is to make reliable, robust printed parts, that will work 100 percent of the time. We started designing some of these pieces a couple of years ago to make sure they were tested and certified for NASA’s space program, which is crucial to the safety of the upcoming crewed missions,” said Fung. 

Équipe AM à Aerojet Rocketdyne, de gauche à droite: Bryan Webb, Ivan Cazares et Alan Fung (Crédit: Aerojet Rocketdyne)

La livraison de ces nouveaux moteurs devant débuter en 2023, l'équipe ne perd pas de temps. Fung a dit que

L'impression 3D simplifie la production de plusieurs pièces et composants RS-25, rendant le moteur plus abordable à produire tout en augmentant la fiabilité. Avec moins de soudures partielles, l'intégrité structurelle du moteur augmente. Il s'agit d'un processus de fabrication très manuel et complexe. En fait, les moteurs-fusées sont si compliqués à construire que seuls quelques pays ont pu les fabriquer.

“That’s where AM really shined for us. We were able to get rid of many welding joints and just incorporate the processes automatically, getting down the part count and reducing the load across the engine,” said Fung.

L'un des plus grands composants imprimés du moteur en 3D était le

Certains de ces composants modifiés ont déjà été testés lors d'essais moteurs qui reproduisent les conditions de vol. Par exemple, lors d'un test de 400 secondes à la NASA

“We expect that more and more engines will be additively manufactured in the future, leaving behind a lot of traditional rocket engine manufacturing processes that are very difficult, and allowing us to print more engines. Eventually, the time to build is going to go down even more, especially as the industry gears towards incorporating more lasers and bigger machines; which is good for us, because our engines keep getting a little bit bigger than the last ones. So, when those machines get to be bigger, use more lasers, and print parts faster, then that’s when we will see a really big shift in the way we make rocket engines,” went on Fung. 

Moteurs Artemis I RS-25 (Crédits: Aerojet Rocketdyne)

En collaboration avec la NASA, Aerojet a mis en œuvre un plan visant à réduire le coût des moteurs de plus de 30% sur la production future par rapport aux versions qui ont volé sur la navette spatiale, tout cela grâce à des techniques de fabrication plus avancées, comme AM, qui aident le les ingénieurs modifient certains des composants de la fusée.

Pendant le vol, les quatre moteurs fourniront au SLS environ deux millions de livres de poussée pour envoyer la fusée lourde dans l'espace. Les moteurs de fusée sont montés à la base d'un étage central de 212 pieds de haut, qui contient plus de 700 000 gallons de propulseur et fournit les ordinateurs de vol qui contrôlent la fusée

L'équipe AM d'Aerojet utilise les machines GE Concept Laser et EOS pour ses besoins de fusion sélective au laser. Fung a déclaré qu'ils utilisaient des superalliages, principalement à base de nickel pour les pièces du moteur imprimées en 3D, en raison de sa résistance à la corrosion exceptionnelle, de sa haute résistance et de sa capacité à résister à la fragilisation par l'hydrogène en raison des carburants à l'hydrogène trouvés dans la plupart d'Aerojet Rocketdyne.

“These new RS-25 engines are an upgrade from the Space Shuttle engines, which were already some of the most reliable engines made in history. Engineers spent 40 years making the shuttle engines as reliable, safe and high performance as possible; but with additive manufacturing we thought we could also try to get the cost down. This technology will revolutionize the way we build engines” 

Avec tant de défis à venir, avoir des moteurs-fusées certifiés pour emmener les prochains explorateurs lunaires en orbite ressemble à un tremplin pour le voyage qui nous attend. Après tout, la fusée SLS fait partie de la NASA

Système de lancement spatial (SLS) (Crédits: NASA)

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