TRI-D(로켓 엔진)

TRI-D

원산지	미국
제조사	우주탐사·개발을 위한 연구
적용	3단계 큐빗 3단계
액체연료엔진
추진제	LOX / RP-1(로켓 등급 등유)
퍼포먼스
추력, 해수면	0.89kN(200lbf)

TRI-D는 3D 프린터로 제작된 금속 로켓 엔진이다.^[1][2] 캘리포니아 주립대 샌디에이고(UCSD) 학생들은 이전에 NASA에 국한된 기술을 사용하여 직접 금속 레이저 소결(DMLS) 방식으로 GPI 프로토타입 및 제조 서비스 프린터를^[1] 사용하여 금속 로켓 엔진을 만들었다.^[1] UCSD 학생들은 2014년 2월 현재 나사를 제외하고 세계 최초로 크기의 로켓 엔진을 3D 프린팅한 그룹이다.^[3] 3D 엔진의 가격은 미화 6800달러였다.^[1][4][5]

개발

3D 로켓 엔진은 NASA의 마셜 우주 비행 센터의 협력으로 설계되고 제작되어, 인쇄된 로켓 구성품의 타당성을 탐구하였다. 나노삿이나 큐벳 발사기의 3단계, 즉 무게가 1.33kg(2.93lb)도 안 되는 위성을 발사할 수 있는 엔진에 동력을 공급하도록 설계됐다.^[1][2][5]

사양

Tri-D의 길이는 약 17.7cm이고 무게는 약 4.5kg이다. 크롬-코발트 합금 가루를 이용해 제작했다. 추진체는 등유와 액체산소다. 이 엔진은 약 200파운드(890뉴턴, 91kg)의 추력을 낸다. 기즈마그에 따르면 "주입기는 연료-옥시디저-연료 흡입구 배열을 갖추고 있으며 두 개의 외부 연료 오리피스가 두 개의 내부 산화제 오리피스와 수렴한다"^[1][4]고 한다.

엔진에는 노즐까지 확장되는 재생 냉각재킷이 있어 점화 중 엔진이 과열되는 것을 방지한다. 연소실은 추진체를 챔버 중앙에 태우면서 가능한 한 많은 열이 챔버 벽에서 멀리 떨어지게 하는 동시에 벽면에 냉방 가스로 단열되도록 설계되었다.^[1]

프린터

이 엔진은 DMLS(Direct Metal Laser Sintering)라는 기술을 사용하여 GPI 프로토타입 및 제조 서비스 프린터로 인쇄되었다. 인쇄 과정에서 크롬-코발트 합금의 가루가 얇은 층으로 퍼진다. 그런 다음 컴퓨터가 제어하는 레이저가 가루들을 엔진 구성품의 단면에 융합시킨다. 그런 다음 기계는 두 번째 층의 분말을 퍼뜨리고 각 구성품이 완성될 때까지 그 과정을 계속 반복한다. 잉여 분말은 인쇄 과정에서 부품을 함께 고정하기 위해 인쇄한 임시 지지대로 제거된다. 마침내 그것은 굳어지고, 다듬어지고, 조립된다.^[1][4]

시험발사

모하비에서 시험 발사는 아무 문제 없이 진행되었고 엔진 배기가스는 200파운드 힘(890뉴턴, 91kg 힘)의 추력을 달성했다. 이 팀은 "이는 엄청난 성공이었고 값싼 추진 시스템 개발과 우주 상용화의 다음 단계가 될 수 있다"고 주장했다.^[1]

인젝터 테스트

별도의 엔진에서 3D 프린터로 제작한 인젝터가 관례적으로 제조된 엔진에서 시험 발사되었다. 2014년 8월 22일 인젝터 시험에서 엔진은 2만 파운드(뉴턴 8만9000명, 9100kg)의 추력을 발생시켰다.^[2]

참조