Phát triển động cơ tên lửa được chế tạo từ đầu
(blog.ablspacesystems.com)- Động cơ E2 của ABL là động cơ tên lửa chu trình gas generator dùng Jet-A và oxy lỏng; động cơ qualification đã đạt tuổi thọ gấp 4 lần mà không suy giảm hiệu năng ngay cả sau 28 lần khởi động và 1300 giây đốt
- Chương trình propulsion bắt đầu từ năm 2018 gần như là một quá trình phát triển clean-sheet, khi không chỉ động cơ mà cả hạ tầng thử nghiệm, phần mềm thử nghiệm và bãi thử cũng đều được tự chế tạo; trong vòng 4 năm, 10 động cơ đủ điều kiện bay đã được lắp lên tên lửa
- Các lựa chọn ban đầu là turbopump trục đơn ưu tiên sự đơn giản, buồng đốt Inconel in 3D và kim phun pintle, nhưng theo kết quả thử nghiệm thì cấu trúc kim phun và thiết kế turbopump đã liên tục thay đổi
- Khi việc gia công thuê ngoài impeller và turbine đòi hỏi khoảng 18.000 USD mỗi món và thời gian chờ 4 tháng, ABL đã đưa năng lực này vào nội bộ bằng máy phay 5 trục và nhân sự gia công, rồi thiết kế lại và thử lại impeller có vấn đề chỉ trong 10 ngày
- Trọng tâm của quá trình phát triển là các thử nghiệm hotfire lặp đi lặp lại; ABL đang tiếp tục cải tiến dựa trên dữ liệu từ hàng trăm lần khởi động và nhiều giờ đốt thu được từ 50 động cơ, 3 địa điểm và 6 bệ thử
Trạng thái hiện tại và cấu hình cơ bản của động cơ E2
- Động cơ E2 là động cơ tên lửa của ABL với định hướng đơn giản, bền bỉ và có khả năng phục hồi cao
- Gần đây, động cơ qualification E2 đã đạt tuổi thọ gấp 4 lần xét theo tổng thời gian đốt và số lần khởi động
- Động cơ này không có dấu hiệu suy giảm hiệu năng ngay cả sau 28 lần khởi động và 1300 giây vận hành
- Nhiên liệu đẩy là Jet-A và oxy lỏng
- Đây được xem là hai loại nhiên liệu đẩy phổ biến nhất và dễ kiếm nhất trên toàn thế giới
- Động cơ sử dụng chu trình gas generator và được dẫn động bằng turbopump trục đơn
- Tên lửa RS1 sử dụng E2 ở ba biến thể
- Tầng 2: E2 Vacuum
- Tầng 1: E2 Sea Level Radial
- Trung tâm tầng 1: Center, phiên bản buồng kép của Radial
- Mỗi động cơ tạo ra lực đẩy hơn 16.000 lbf trong chân không, và đều do ABL tự thiết kế, chế tạo và thử nghiệm nội bộ
Chương trình động cơ bắt đầu từ clean-sheet
- Chương trình động cơ của ABL khởi đầu vào năm 2018, dựa nhiều hơn vào trực giác cơ khí, sự tò mò và khả năng giải quyết vấn đề thực tế hơn là kinh nghiệm trực tiếp về động cơ
- Việc học ban đầu chủ yếu dựa trên giáo trình, NASA monograph và các bài báo nghiên cứu
- NASA monograph chứa thông tin về các vấn đề thiết kế, cách giải quyết, kinh nghiệm thực tiễn và lựa chọn vật liệu cho động cơ tên lửa và các thành phần của thập niên 1960
- Phần lớn các thiết kế động cơ tên lửa đều có điểm xuất phát từ động cơ sẵn có, demonstrator công nghệ, linh kiện mua ngoài hoặc IP, nhưng ABL trên thực tế đã bắt đầu gần như từ một clean-sheet
- Một số linh kiện nhỏ như seal, bearing và sensor được mua từ nhà cung cấp
- Thân động cơ, hạ tầng thử nghiệm, phần mềm thử nghiệm và bãi thử đều được tự thiết kế và xây dựng
- Để tránh rơi vào tình trạng có quá nhiều lựa chọn, các thiết kế cốt lõi đã được chốt nhanh ngay từ đầu
- Chu trình gas generator được chọn vì mang lại mức hiệu suất trung bình và cho phép thử nghiệm, tinh chỉnh từng thành phần tương đối độc lập
- Các khu vực công việc chính được chia thành turbopump, buồng đốt chính, kim phun của buồng đốt chính và gas generator
- Việc sizing ban đầu được thực hiện bằng cách gom các phương trình vào bảng tính Excel
- Lần lượt tính toán lực đẩy mong muốn, lưu lượng nhiên liệu đẩy, đường kính cửa ra buồng đốt và sizing impeller của turbopump
- Về sau mới biết trong ngành người ta gọi cách này là power balance hoặc 1D code
Thử và sai trong thiết kế turbopump, kim phun và buồng đốt
- Turbopump quay ở khoảng 50.000 RPM, nâng áp nhiên liệu đẩy từ khoảng 50 psi lên 2000 psi và đưa nhiều gallon mỗi giây vào buồng đốt
- Bơm nhiên liệu của xe đua Formula 1 cũng xử lý áp suất hàng nghìn psi nhưng lưu lượng dưới 1 gallon mỗi phút
- Turbopump của tên lửa có thể bao gồm impeller, turbine, bearing, đường dẫn lưu chất cùng các cấu trúc phụ phức tạp như slinger, balance piston, labyrinth seal và recirculation channel
- Nguyên tắc thiết kế turbopump của ABL là không thêm chức năng cho đến khi thật sự cần thiết
- 1D code cho ra tốc độ, kích thước đầu vào/đầu ra, góc cánh và hiệu suất dự kiến
- Hình dạng cánh cuối cùng cần phần mềm chuyên dụng và quá trình tinh chỉnh lặp đi lặp lại
- Thiết kế impeller và turbine được xử lý như một công việc pha trộn giữa phương trình, kinh nghiệm thực tiễn và trực giác
- Kim phun ban đầu của buồng đốt chính chọn cấu trúc pintle
- Các kim phun kiểu showerhead hoặc impinging jet truyền thống cần hàng trăm lỗ nhỏ, đường dẫn bên trong phức tạp và độ chính xác cao về đường kính, góc và vị trí lỗ
- Theo tài liệu có thể tiếp cận thời điểm đó, in 3D được đánh giá là chưa phù hợp để tạo ra độ chính xác kích thước và độ hoàn thiện bề mặt cần thiết
- Pintle tạo sự phun sương bằng va chạm giữa hai lớp nhiên liệu đẩy theo phương trục và phương xuyên tâm, đồng thời có thể được thiết kế và chế tạo theo cách gần với một van hơn
- Buồng đốt chính được thiết kế dựa trên Inconel in 3D
- ABL quyết định sử dụng thiết bị và vật liệu đã phổ biến, được hiểu rõ, tránh các thiết bị hay vật liệu quá tiên tiến
- Inconel là siêu hợp kim niken được phát triển cho động cơ phản lực, có độ bền, khả năng chịu nhiệt và khả năng hàn tốt, đồng thời dễ tiếp cận trên máy in 3D
- Nhược điểm là khó gia công và có độ dẫn nhiệt thấp
- Thiết kế làm mát buồng đốt là một bài toán đánh đổi giữa nhiệt độ cháy khoảng 6000°F và giới hạn của kim loại
- Kim loại suy yếu đáng kể ở 1200°F và có thể nóng chảy ở 2500°F
- Cách tiếp cận được dùng là cho một phần nhiên liệu đẩy chảy qua bên trong thành buồng đốt để làm mát
- Thành trong phải đủ mỏng để truyền được hiệu quả làm mát nhưng cũng đủ dày để không bị vỡ do áp suất
- Kênh làm mát phải đủ hẹp để tăng tốc độ dòng chảy nhưng không được tạo áp suất ngược quá lớn khiến turbopump phải gánh thêm tải
- Kỹ sư buồng đốt đã viết code để tối ưu liên tục các tham số làm mát theo chiều dọc, rồi nối kết kết quả đó với mô hình 3D và quá trình in
- Giải pháp làm mát ban đầu không thay đổi ngay cả sau 5 năm
- Cho đến nay, thiết kế làm mát buồng đốt ban đầu vẫn được giữ nguyên
Nội bộ hóa và cải thiện khả năng sản xuất
- Ban đầu, các linh kiện chính được in và gia công bởi các nhà sản xuất hàng không vũ trụ trên khắp nước Mỹ
- Các đoạn buồng đốt nhỏ, gas generator, đoạn buồng đốt và các chi tiết kim phun được sản xuất tuần tự
- Báo giá từ các đơn vị gia công chuyên biệt cho impeller và turbine lần lượt khoảng 18.000 USD và thời gian chờ 4 tháng
- Vấn đề lớn hơn cả chi phí là thời gian chờ 4 tháng
- Dự kiến sẽ cần nhiều lần sửa thiết kế, và nếu mỗi vòng lặp mất 4 tháng thì không phù hợp với tốc độ phát triển của một startup
- ABL đã thuê máy phay 5 trục đầu tiên và tuyển nhân sự gia công để đưa năng lực này vào nội bộ
- Ở lô đầu tiên, chi phí cho các endmill bị gãy có thể còn cao hơn báo giá thuê ngoài
- Theo thời gian, cả phương pháp gia công lẫn thiết kế đều được cải thiện
- Khoảng cách giữa các cánh turbine quá sít khiến chương trình gia công mất gần một tháng và các endmill nhỏ thường xuyên bị gãy
- ABL đã nghiên cứu phương án giảm số lượng cánh turbine
- Giảm số cánh gần như không ảnh hưởng nhiều đến hiệu năng
- Nhờ có thể dùng công cụ lớn hơn và ít giòn hơn, thời gian gia công giảm xuống còn dưới một ngày
- Sau khi nội bộ hóa, impeller và turbine có thể được sản xuất trong vài ngày với chi phí thấp hơn nhiều
- Trong các thử nghiệm bơm đầu tiên, impeller nhiên liệu không bắt được dòng vào đúng cách, làm hiệu năng động cơ trở nên khó dự đoán
- Sau khi xác định thiết kế đó không thể dùng cho bay, việc thiết kế lại, gia công, lắp bơm, cân bằng và thử lại chỉ mất 10 ngày
- Nếu còn thuê ngoài, dự án có thể bị chậm hàng tháng hoặc phải đẩy ảnh hưởng của vấn đề sang các hệ thống khác của tên lửa hay sang hiệu năng tổng thể của tên lửa
- Sau đó, phạm vi nội bộ hóa còn được mở rộng hơn nữa
- ABL vận hành nhiều máy in 3D nội bộ, nhiều máy phay 5 trục và máy tiện đa trục
- Việc cân bằng rotor turbopump cũng được thực hiện nội bộ
- Những quy trình và kỹ thuật từng trông rất khó lúc ban đầu dần trở thành công việc thường nhật nhờ lặp lại nhiều lần
Đội ngũ nhỏ và phát triển lấy thử nghiệm làm trung tâm
- Đội propulsion của ABL được vận hành theo hướng giữ quy mô nhỏ lâu nhất có thể
- Năm 2018 bắt đầu với 2 người
- Trong hai năm đầu, quy mô là 5 người cho đến khi vận hành động cơ tích hợp hoàn chỉnh đầu tiên
- Hiện nay đội có 15 người
- Những đặc điểm của một kỹ sư thành công được đúc kết xoay quanh kiến trúc động cơ đơn giản và cách tiếp cận từ first principles
- Những kỹ sư không chỉ ngồi trước bàn làm việc mà trực tiếp xử lý phần cứng, hiện trường và thử nghiệm thường hiệu quả hơn
- Kỹ sư giàu kinh nghiệm cần dùng kinh nghiệm như một phần của bài toán chứ không phải toàn bộ đáp án
- Dù phụ trách một linh kiện cụ thể, họ vẫn phải hiểu linh kiện đó ảnh hưởng thế nào đến chế tạo, vận hành, hiệu năng của tên lửa và các đội giao diện liên quan
- Không nên chỉ bám mãi vào điều mình cho là đúng mà phải nhanh chóng hành động hoặc lên tiếng, bất kể cơ cấu tổ chức hay thâm niên
- Chỉ số quan trọng nhất là trực giác mạnh về cơ khí và động lực học chất lưu
- Chiến dịch thử nghiệm E2 đầu tiên bắt đầu vào mùa hè năm 2019 tại Spaceport America ở New Mexico
- Khi đó còn chưa đầy 1 năm kể từ lúc bắt đầu thiết kế động cơ
- Bệ thử đầu tiên được dựng trên một nền bê tông phẳng
- Gas generator và thrust chamber được thử theo kiểu pressure-fed, không dùng turbopump
- Đội ngũ đã trải nghiệm đánh lửa TEA-TEB, vận hành lưu chất siêu lạnh và triển khai tại một địa điểm austere
- Snap ring không phù hợp trong buồng đốt, còn pintle thì dễ bị nóng chảy nên không hề đơn giản như kỳ vọng
- Năm 2020, ABL chuyển đến AFRL site 1-56 gần Edwards Air Force Base
- Tại đây lắp đặt bệ thử pressure-fed và bồn tên lửa phát triển cho thử nghiệm pump-fed
- Đã vận hành turbopump đầu tiên và thực sự bơm thành công
- Có hiện tượng turbine bị nóng chảy và power instability, nhưng bệ thử, xả turbine và turbopump lần lượt được chỉnh sửa
- Trong khoảng giữa các thử nghiệm ở Spaceport America và AFRL, ABL đã thiết kế và chế tạo kim phun mới không dùng pintle
- Sau khi xác nhận buồng đốt và gas generator hoạt động được, mối lo ngại với các loại kim phun khác giảm đi
- Phương pháp sản xuất mới ít vất vả hơn cách truyền thống, và kim phun mới hoạt động ngay lập tức
- Từ đó về sau, kim phun này không còn thay đổi nữa
- Một trong những thành tựu lớn nhất tại AFRL là vận hành động cơ tích hợp hoàn chỉnh
- Từ bồn phát triển của Stage 2, bơm, gas generator và TCA đã khép kín vòng lặp và tự vận hành bằng chính công suất của hệ thống
- Từ thời điểm này, ABL bước vào giai đoạn thử nghiệm động cơ tích hợp hoàn chỉnh
Động cơ bay sau Mojave và phát triển lặp
- Năm 2021 tập trung vào việc xây dựng bãi thử mới tại Mojave, California và bắt đầu thử nghiệm
- Các nâng cấp turbopump đã được áp dụng
- Thiết kế xung quanh tên lửa cũng trưởng thành hơn
- Cuối năm 2021, chiến dịch thử nghiệm động cơ cho Flight 1 bắt đầu
- Chiến dịch thử nghiệm Flight 1 rất khác so với trước đó
- Sử dụng nhiều bệ thử
- Thử nhiều động cơ
- Thực hiện thử nghiệm full flight duration
- Tổng thời gian chạy động cơ bắt đầu được đo bằng hàng nghìn giây thay vì chỉ vài chục giây
- Năm 2022, lực đẩy động cơ được nâng cấp để đạt đầu ra lớn hơn
- Việc xây dựng bãi thử động cơ mới dành riêng cho thử nghiệm sản xuất cũng được bắt đầu
- ABL từ đó có khả năng tiến hành hoàn toàn song song giữa thử nghiệm phát triển và thử nghiệm sản xuất
- Năm 2023, các cấu phần động cơ giống nhau được đóng gói lại theo cấu hình mô-đun hơn
- Việc chế tạo và thử nghiệm trở nên dễ hơn
- Sau đó, các chức năng cốt lõi như hệ thống TEA-TEB được tối ưu để tăng độ tin cậy và hiệu năng dài hạn
- Tính đến nay, ABL đã chế tạo 50 động cơ riêng biệt và vận hành chúng trên 6 bệ thử tại 3 địa điểm
- Đã tích lũy hàng trăm lần khởi động và nhiều giờ hotfire
- Quá trình phát triển lặp của E2 chưa hoàn tất và có thể sẽ không bao giờ hoàn toàn kết thúc
- Vẫn luôn còn dư địa cho những cải tiến nhỏ về chế tạo, hiệu năng, khối lượng và chi phí
- Những vấn đề từng gặp trong quá trình phát triển bao gồm bột in trong bearing của bơm, volute và impeller có hiệu năng thấp, liner, turbine, manifold và tube bị nóng chảy, chugging pump, gas generator không ổn định, seal rò rỉ và hard start
- Mỗi lần giải quyết một vấn đề đều giúp kỹ sư, động cơ và công ty mạnh lên hơn
- Sai lầm lớn nhất là khi đánh giá thử nghiệm tiếp là không thật sự cần thiết và vì thế dời việc phát hiện vấn đề sang các giai đoạn sau có tác động lớn hơn
- ABL đang tiếp tục mở rộng đội ngũ bằng cách kết hợp các kỹ sư generalist tài năng và kỹ sư propulsion
- Các giả định và tri thức tổ chức tích lũy trong 6 năm qua vừa được tận dụng vừa liên tục bị thách thức
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Máy chủ báo cáo của NASA là một kho báu cấp quốc gia, đặc biệt là các tài liệu thập niên 50–60 được trích dẫn trong bài
Chúng thuộc nhóm rõ ràng và súc tích nhất trong các bài viết kỹ thuật, đồng thời cũng có thể suy ra được khá nhiều về cách vận hành dự án thời đó
Các báo cáo NRO đã được giải mật cũng rất xuất sắc, và có thể thấy các nguyên tắc của Lockheed Skunk Works thực sự vận hành như thế nào
Ví dụ: https://www.nro.gov/Portals/135/documents/foia/declass/WS117...
Tôi có một số giáo trình Rad Lab, đến giờ xem vẫn hữu ích; chúng được viết cho thế hệ mà điện vẫn còn là một khái niệm tương đối mới, nên nhịp độ giải thích rất thận trọng
Một điều đáng tiếc nữa là sách cũ thực sự được làm rất công phu, với bìa da, giấy dày nhưng mịn, v.v.
Đoạn nói rằng khe hở giữa các cánh turbine quá hẹp khiến chương trình gia công phải chạy gần cả tháng, lại cần những dao phay ngón rất nhỏ và dễ gãy, rốt cuộc là một bài học vất vả về tầm quan trọng của chu kỳ phản hồi ngắn và tri thức được tích lũy ngay trong đội ngũ
Điểm mấu chốt là khi giảm số cánh để nới rộng khoảng cách, ảnh hưởng đến hiệu năng lại nhỏ, trong khi có thể dùng dụng cụ lớn và chắc hơn, khiến thời gian gia công giảm xuống còn chưa tới một ngày, cải thiện mạnh cả chi phí lẫn tiến độ
Nếu kỹ sư cơ khí thiết kế linh kiện là kiểu người lúc rảnh cũng tự tay làm thứ gì đó, họ có khả năng đã nhận ra ngay những vấn đề về khả năng gia công này
Tất nhiên không thể dự đoán trước mọi thứ, nên khi có thể thì một vòng lặp phản hồi dày đặc là rất tốt
Nói đúng hơn, đó không hẳn là bài học phải trả giá mới học được, mà là ngay từ đầu họ đã thiết kế công ty theo hướng đó
Là một bài viết về việc tạo ra phần cứng cực kỳ phức tạp từ con số không thì rất hay, nhưng xét từ góc độ kinh doanh, cả blog này lẫn trang của ABL đều thiếu câu trả lời cho câu hỏi đầu tiên: “tại sao?”
Khi SpaceX đã tồn tại và khả năng hiện thực hóa Starship trên nền Falcon cũng đang tiến rất nhanh, tôi tò mò mục tiêu chính của hệ thống tên lửa này là gì
Tôi muốn thấy một bài viết bàn về việc họ sẽ cạnh tranh ra sao, khách hàng là ai, liệu có đưa tải trọng cỡ 1 tấn lên quỹ đạo nhanh hơn, rẻ hơn và dễ hơn không, động cơ thiết kế từ đầu vượt trội hơn thiết kế hiện có ở điểm nào, xung lực riêng hiện tại là bao nhiêu, và trong điều kiện nhiệm vụ dự kiến thì Jet-A + LOX có phải lựa chọn nhiên liệu tốt hơn không
Xây dựng một hệ sinh thái các nhà sản xuất tên lửa nhỏ thay vì một thế độc quyền khổng lồ sẽ thúc đẩy cạnh tranh và đổi mới
Từ góc nhìn nhà đầu tư, SpaceX cũng có thể thất bại; Falcon hiện gần như bất khả chiến bại, nhưng chưa ai biết Starship sẽ ra sao
Cũng có thể tưởng tượng Falcon bị phát hiện một lỗi nào đó và phải nằm đất nhiều năm; thực tế hơn là việc SpaceX hạ giá có thể mở rộng thị trường đến mức có đủ khách hàng
Từ góc nhìn người trong cuộc, hiển nhiên đây là một thử thách thú vị, và đúng nghĩa là khoa học tên lửa
Một số có thể đi theo cùng con đường, thiết kế phần cứng tái sử dụng và hạ chi phí phóng
SpaceX mất 20 năm để có thể dựa vào một hệ thống tái sử dụng ổn định, nên các công ty khác có thể đạt trạng thái tương tự nhanh hơn
Chính phủ Mỹ cũng sẽ cố ý mua các hợp đồng phóng không phải của SpaceX để không bị phụ thuộc vào một nhà cung cấp duy nhất và giữ cho các công ty phóng cỡ nhỏ tiếp tục tồn tại
Chính phủ Mỹ có thể sở hữu và vận hành, phóng từ đất liền, trên biển hoặc trong môi trường viễn chinh, và về lý thuyết có thể thả hàng xuống bất kỳ đâu trên Trái Đất trong vòng 5 phút
Đó chính là năng lực mà các nhà chiến lược quân sự mơ ước
Việc có thể in 3D các bộ phận kim loại chịu được nhiệt độ và áp suất của động cơ rocket thật sự rất thú vị
Không biết chi phí sẽ là bao nhiêu
Thời gian sử dụng máy in thiêu kết bằng chùm electron thường là 100–200 USD/giờ, và các chi tiết lớn rất dễ mất vài ngày
Sau khi in, phải loại bỏ bột còn lỏng, mà những chỗ như các kênh làm mát nhỏ trong thành buồng đốt thì rất khó và tốn thời gian
Sau đó, để tối đa hóa độ bền, có thể cần các công đoạn hậu xử lý như ép đẳng tĩnh nóng, tức gia nhiệt chi tiết trong một bình retort chứa khí trơ áp suất cao
Với động cơ rocket, bên trong thường nên có một lớp dẫn nhiệt cao như hợp kim nền đồng, còn bên ngoài nên là vật liệu kết cấu bền hơn, nên cần các quy trình đặc biệt như in đa kim loại hoặc lắng đọng kim loại lên chi tiết đã in
Để xác nhận các hình dạng bên trong không nhìn thấy đã được tạo đúng và làm sạch đầy đủ, còn cần kiểm soát chất lượng như chụp cắt lớp vi tính công nghiệp độ phân giải cao
Thêm vào đó, những hình dạng khó hoặc không thể in với đủ độ chính xác sẽ cần gia công bổ sung, nên tổng thể chi phí tăng lên đáng kể
Có thể xem một phần các quy trình trên trong video này: https://www.youtube.com/watch?v=7pXEf0wHU1Y
Trong in 3D, độ phức tạp gần như miễn phí, còn vật liệu nào chịu được nhiệt độ và áp suất của động cơ rocket thì hoàn toàn tùy thuộc đó là bộ phận nào của động cơ
Ví dụ, kim phun nhiên liệu và các thanh chống đỡ có yêu cầu rất khác nhau
Titan in 3D khoảng 300–400 USD/kg, còn thép thì rẻ hơn một chút, khoảng 150 USD/kg với hầu hết các mác Inconel
http://rocketmoonlighting.blogspot.com/2010/ cũng có trường hợp tự bỏ tiền làm một động cơ nhỏ được làm mát bằng nitơ oxit
Dù đã khá lâu, tôi nghĩ các con số này vẫn hữu ích để ước lượng giá hiện nay
Bột Inconel cũng không mấy tốt cho sức khỏe, và ở kích thước hạt mà các công ty rocket dùng trong máy in, để xử lý an toàn bột lơ lửng cần trang bị bảo hộ toàn thân
Bản thân thiết bị cũng ở mức hàng triệu USD, và EOS, SLM, Velo3D là các hãng chính trong thị trường này
Nó cũng cần khá nhiều không gian và cần đào tạo để sử dụng đúng cách
Rất có thể cũng cần kỹ sư cơ khí am hiểu khoa học vật liệu và chịu được những cỗ máy khó tính, hay hỏng vặt
Chỉ riêng tồn kho bột kim loại cũng có thể lên tới 1–2 triệu USD, và còn cần điện cao áp, hàng nghìn lít khí mỗi tháng như nitơ, heli, argon, xử lý chất thải, thiết bị an toàn, kiểm soát môi trường cho bột nhạy với độ ẩm, cả dụng cụ như tấm đế gia công từ khối thép đặc
Cuối cùng còn có các công việc sau in như nhiệt luyện, phủ coating, phân tích, gia công CNC
In 3D kim loại ở quy mô công nghiệp là công việc có chi tiêu vốn lớn, không dành cho người yếu tim
Tuy nhiên có nhiều nơi cho thuê thời gian sử dụng những thiết bị kiểu này, nên cứ thiết kế rocket rồi xin báo giá là được
Giá thường tính theo thể tích, và kim loại không rẻ, nên tốt hơn là trước hết hãy làm vài bản bằng nhựa để kiểm tra kích thước
Nếu nền tảng của người này là nội thất máy bay thương mại, phát triển web, linh kiện chất lưu cho fab bán dẫn, rồi hệ thống thủy lực SpaceX Falcon 9, thì tôi tò mò vì sao ABL lại tuyển làm trưởng chương trình động cơ
Nhìn hiện tại thì rõ ràng đó là một lựa chọn tuyệt vời, nhưng chỉ nhìn vào lý lịch đó thì khó mà đoán được như vậy
Có lẽ họ đã trở thành bạn, lên kế hoạch cùng làm việc này, rồi tác giả tham gia ngay khi điều kiện cho phép, hoặc nhà sáng lập đã có đủ đà để kéo tác giả từ SpaceX sang
Tôi đang làm cho một nhà cung cấp của ABL, và hôm nay đúng lúc đang chuẩn bị đưa vài linh kiện của họ vào buồng nhiệt để thử nghiệm chu kỳ, nên thấy khá thú vị
Tôi làm với nhiều công ty phương tiện phóng, nhưng ABL là bên thú vị nhất; cách họ container hóa toàn bộ hệ thống là một ứng dụng thông minh của các phương pháp hiện có để tạo ra một hệ thống phóng nhanh
Trong bối cảnh chế tạo động cơ đầu tiên từ con số không, các lựa chọn thiết kế trông khá bảo thủ, và điều đó hoàn toàn có lý
Các thiết kế tiếp theo có lẽ sẽ táo bạo và mạo hiểm hơn
Công nghệ bình áp lực cũng đã tiến bộ, nên tôi nghĩ chỉ cần bơm những thứ như không khí lỏng vào bình áp lực rồi đưa lên rocket là xong
Ý tưởng là không cần trộn hay bơm, chỉ cần mở van để xả áp là có thể có một rocket rất rẻ và đơn giản
Thiết kế kim phun là yếu tố quan trọng nhất trong thiết kế buồng đẩy, và nếu các chất đẩy không được trộn đúng cách thì sẽ sinh ra bất ổn định cháy nghiêm trọng, thường dẫn đến nổ
Các chương trình vũ trụ thời kỳ đầu cũng đã thử nghiệm rất nhiều về lựa chọn chất đẩy và thiết kế kim phun
Hãy xem Ignition! của John D. Clark
Ngoài ra, rocket cấp liệu bằng áp suất luôn là một thiết kế khá tệ
Cấp liệu bằng áp suất đòi hỏi bình chứa nặng và gây phạt lớn lên tỷ số khối lượng, tức khối lượng khô/khối lượng ướt
Trừ vài trường hợp hiếm, nó chủ yếu chỉ được dùng cho thử nghiệm mặt đất
Nếu là cấu trúc in 3D thì nhìn các cổng tích hợp có vẻ một phần vòi phun bị rỗng, và nhiệt ẩn hóa hơi của LOX nhỏ hơn nhiều, nên có vẻ họ dùng làm mát bằng Jet A
Một trong các cổng có thể là dành cho cảm biến nhiệt độ
Tôi đã tò mò công ty vũ trụ này là gì và có điểm mạnh gì so với SpaceX
Nhìn website thì họ nhấn mạnh phóng theo yêu cầu, hệ thống đơn giản có thể đi bất cứ đâu, và phóng chiến thuật
Nghe giống vũ khí hạt nhân hoặc mục đích tương tự
Cho mục đích đó thì đã có silo và tàu ngầm rồi
Đây là dành cho phóng đáp ứng nhanh; nếu nhìn hoài nghi thì đó là nhu cầu xuất phát từ việc Bộ Quốc phòng có nhiều ngân sách không gian nhưng không biết rõ nên làm gì
Tương tự mô hình kinh doanh của Astra, nhưng hy vọng không có mô hình thất bại kiểu Astra
Thực tế là không thể dùng vốn mạo hiểm hay SPAC để ngay lập tức dựng một công ty phương tiện phóng cỡ lớn, nên phương tiện phóng vệ tinh nhỏ đóng vai trò bằng chứng khái niệm cho phương tiện phóng cỡ trung và lớn