西班牙初創公司Pangea Aerospace和Aenium Engineering將擁有在歐洲開發和工業(ye) 化先進3D打印推進係統的獨家能力，該係統由NASA創建的名為(wei) GRCop-42的創新銅合金材料製成。通過此次合作，Pangea將在2021年第3季度測試其首款基於(yu) GRCop-42的Aerospike火箭發動機，由於(yu) 其更高的效率、可重複使用性、極低的成本和快速製造，預計將徹底改變火箭推進方式。

■用於(yu) 火箭的Aerospike推進器。圖片由Pangea Aerospace提供

曆史上已經開發了幾種Aerospike發動機，但都沒有飛行過。與(yu) 傳(chuan) 統的火箭發動機不同，它的特點是鍾形噴嘴可以壓縮膨脹的氣體(ti) ，基本的Aerospike形狀是鍾形內(nei) 外翻轉的形狀。那麽(me) ，為(wei) 什麽(me) 火箭上不使用Aerospike發動機呢？這主要是由於(yu) 曆史上與(yu) Aerospike噴嘴相關(guan) 的工程困難：冷卻、重量和製造成本。然而，今天的3D打印技術和新材料，如GRCop-42，增加了以很少的成本和時間構建功能性和經濟上可行的Aerospike發動機的可能性。

事實上，根據Pangea首席執行官Adrià Argemi的說法，GRCop-42合金是使該公司能夠解決(jue) Aerospike火箭發動機噴嘴熱挑戰的關(guan) 鍵解決(jue) 方案之一。該材料最初於(yu) 2019年由NASA研究人員團隊開發，作為(wei) 粉末床融合打印的原料，在惡劣環境中表現出卓越的熱機械性能。NASA已經使用金屬粉末來生產(chan) 和測試接近完全致密的3D打印部件，例如燃燒室襯裏和燃料噴射器麵板。

通過集成增材製造 (AM)、複雜的後處理和GRCop-42，Pangea和Aenium現在可以為(wei) 歐洲航空航天市場開發和商業(ye) 化推進係統，讓不斷增長的航天工業(ye) 中的更多初創公司獲得先進的推進解決(jue) 方案。他們(men) 共同設計了一種可3D打印的Aerospike火箭發動機噴嘴，該發動機的效率應該比傳(chuan) 統生產(chan) 的發動機高15%，從(cong) 而可以顯著增加任何運載火箭的有效載荷。此外，由於(yu) 3D打印的固有優(you) 勢，Aerospike發動機推進係統可以僅(jin) 由2件增材製造的零部件組成，成本僅(jin) 為(wei) 其中的一小部分，並且可以重複使用至少10次。

■Aenium Engineering為(wei) 火箭發動機3D打印基於(yu) GRCop-42的Aerospike發動機噴嘴。圖片由Aenium Engineering提供

Pangea目前正在製造DemoP1，這是一種液氧和甲烷氣頂發動機演示器，旨在表征和驗證未來Aerospike發動機發展的幾項關(guan) 鍵使能技術，包括使用甲烷作為(wei) 燃料，其製造方法與(yu) 雙再生冷卻係統Aenium一起開發，以及可重用性所需的設計。一旦投入使用，該公司希望其基於(yu) Aerospike發動機幾何結構的太空推進係統將成為(wei) 小型衛星、深空任務和著陸器的理想選擇。

得益於(yu) 此次合作，Pangea已經開始對其更大的、可商用的Aerospike發動機及其子係統進行初步設計。這家初創公司位於(yu) 巴塞羅那，旨在徹底改變現代太空發射係統的現行標準。首先，通過3D打印開發高效和現代的火箭發動機，以應對不斷發展的太空生態係統的挑戰。未來，這家初創公司計劃使用相同的技術開發可重複使用的微型發射器，設計用於(yu) 承載高達350公斤有效載荷的小型商業(ye) 或實驗衛星。它的第一個(ge) 設計是Meso火箭，它將使用一個(ge) Aerospike發動機和一個(ge) 新穎的、獲得專(zhuan) 利的回收係統來安全著陸以重新使用第一級。

與(yu) 數百家致力於(yu) 推動離地體(ti) 驗的初創公司中一樣，Pangea仍在開發其產(chan) 品。現階段競爭(zheng) 激烈，很多公司都在追求小型運載火箭、衛星和火箭發動機。為(wei) 下一代運載火箭創造技術的商業(ye) 競賽導致許多企業(ye) 利用3D打印來構建複雜的零件，否則傳(chuan) 統製造很難做到這一點。通過與(yu) Aenium的AM專(zhuan) 家合作，Pangea希望為(wei) 歐洲航空航天業(ye) 打開大門，讓他們(men) 更快、更便宜地獲取尖端材料。

■Pangea Aerospace與(yu) Aenium簽署協議。圖片由Pangea Aerospace和Aenium提供

Aenium首席信息官Miguel Ampudia表示：“該聯盟將推動下一代可重複使用的火箭發動機，也為(wei) 歐盟市場帶來機會(hui) ，通過最具創新性的材料科學和合格的工業(ye) 增材製造來改進其燃燒設備。”

兩(liang) 家公司正式簽署的協議確保了在設計複雜燃燒裝置方麵的突破，並推動對迄今為(wei) 止未經處理的不同類型的先進高溫合金進行分析，以用於(yu) 航天領域最苛刻的應用。