2月20日消息，據(jù)報(bào)道，美國(guó)麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)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(dòng)機(jī)，能通過(guò)發(fā)射液滴來(lái)推進(jìn)。
這款電噴霧發(fā)動(dòng)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(dú)特之處在于，它完全利用市場(chǎng)上可購(gòu)買(mǎi)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(lái)航天器的制造和維護(hù)提供了新的可能性。
電噴霧發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理是通過(guò)對(duì)導(dǎo)電液體施加電場(chǎng)，產(chǎn)生高速微小液滴射流，從而推動(dòng)航天器。這種微型發(fā)動(dòng)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(dòng)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(dòng)任務(wù)。盡管單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力較小，但通過(guò)并聯(lián)多個(gè)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(duì)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(shí)現(xiàn)了復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高效制造。
終打印出的推進(jìn)器包含32個(gè)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(cè)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(guò)調(diào)整推進(jìn)劑的壓力和施加在發(fā)動(dòng)機(jī)上的電壓，可以精確控制液滴流量，從而實(shí)現(xiàn)更寬范圍的推力輸出。
這種設(shè)計(jì)不僅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少了對(duì)復(fù)雜管道、閥門(mén)或壓力信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的依賴(lài)，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(xiàng)技術(shù)為未來(lái)航天器的設(shè)計(jì)和制造開(kāi)辟了新的方向，特別是在小型衛(wèi)星和深空探測(cè)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(dòng)機(jī)有望成為航天推進(jìn)領(lǐng)域的重要?jiǎng)?chuàng)新之一。
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