3D打印固体火箭发动机X-Bow

2022年3月，南极熊获悉，太空技术3D打印公司X-Bow 凭借3D打印固体火箭发动机，在太空增材制造领域脱颖而出。

X-Bow Launch Systems成立于2016年，总部位于新墨西哥州成立于 2016 年，专门开发3D打印固体燃料火箭发动机，已经制造了一系列可在轨道（＞100km)和亚轨道(20～100km)空域发射的小型运载火箭。

△X-Bow 测试固体燃料火箭发动机。照片来自 X-Bow。

X-Bow 已经与美国政府签订了多项合同，它现在的客户包括空军研究实验室( Air Force Research Lab)、空间部的创新部门（AFWERX）、洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Lab)、桑迪亚国家实验室( Sandia National Lab,）和国防研究计划局(DARPA)。

X-Bow的CEO Jason Hundley 表示：“X-Bow 正在利用多种独特的技术和高效制造模式航空航天领域'添砖加瓦'。正如SpaceX彻底改变了火箭发射领域一样，我们突破性的3D打印技术将会给固体燃料发动机领域带来全新的变革。我们的使命是通过增材制造技术实现固体燃料发动机的制造，从而降低生产成本。”

固体燃料火箭发动机

固体火箭发动机（Solid propellant rocket engine）是使用固体推进剂的化学火箭发动机，又称固体推进剂火箭发动机。固体推进剂点燃后在燃烧室中燃烧，化学能转化为热能，生产高温高压的燃烧产物。燃烧产物流经喷管，在其中膨胀加速，热能转变为动能，以高速从喷管排出而产生推力。20 世纪以来，大多数火箭都使用易于控制的液体推进剂，但随着人们发现固体火箭的制造更简单且可靠性更高后，固体火箭发动机越多越来地运用在军事领域中。

与液体或混合火箭不同的是，固体燃料火箭可以长时间存放而不会降解推进剂，所以无论何时使用，它们的可靠性都很高，完全不用担心燃料“失效”。固体燃料也有缺点，它们的燃油效率和性能不如液体燃料，所以固体燃料发动机不常用于中型或大型运载火箭而经常用作捆绑式助推器以增加有效载荷能力，或用作低地球轨道 (LEO) 的轻型运载火箭。

△使用两个固体燃料助推器发射火箭。照片来自美国国家航空航天局。

X-Bow的3D打印固体火箭发动机

自成立以来，X-Bow 一直专注于设计和3D打印自己的固体火箭发动机。X-Bow表示使用3D打印技术制造的固体火箭发动机与传统的火箭发动机相比更高效、更经济，并能提高灵活性、可靠性和响应能力。

在过去的六年里，X-Bow不断扩展自己的产品线，包括3D 打印火箭发动机、增材制造的推进剂以及为政府或商业客户提供的端到端服务。目前X-Bow已拥有 60 多名员工，包括来自航空航天领域的资深专业人士。

X-Bow的主要投资者Crosslink Capital的合伙人马特·比格 (Matt Bigge) 说：“长期以来，航空航天领域一直都依靠传统制造技术，缺乏利用 3D 打印、数字工程技术和自动化等尖端技术。X-Bow正好可以用这些技术填补空白，颠覆传统的制造方式，撼动新兴的太空经济，我们对X-Bow经验丰富的团队充满信心，并且很高兴能够为其提供资金支持，我们希望X-Bow彻底改变固体火箭发动机的未来。”

△X-Bow 的小型运载火箭。照片来自 X-Bow。

3D打印助力火箭发动机

除了X-Bow，还有许多公司利用3D打印技术在火箭发动机领域做出了贡献，它们是：

NASA 3D打印铜合金燃烧室高强耐氢合金喷管
印度SkyrootAerospace公司全3D打印低温火箭发动机
德国航天中心3D打印火箭喷油器
Bezos 3D打印 BE-4火箭发动机
欧洲航天局3D打印火箭发动机燃烧室
英国航空航天公司3D打印机快速成型火箭发动机
澳大利亚SPEE3D低成本金属 3D 打印火箭发动机
Rocket Lab
Relativity Space

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