2月20日消息，據(jù)報道，美國麻省理工學(xué)院團隊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)動機，能通過發(fā)射液滴來推進。
這款電噴霧發(fā)動機不僅生產(chǎn)速度快，而且成本遠低于傳統(tǒng)推進器。其獨特之處在于，它完全利用市場上可購買的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。這一突破為未來航天器的制造和維護提供了新的可能性。
電噴霧發(fā)動機的工作原理是通過對導(dǎo)電液體施加電場，產(chǎn)生高速微小液滴射流，從而推動航天器。這種微型發(fā)動機尤其適用于小型衛(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)動機在推進劑使用上更為高效，能夠更好地執(zhí)行精確的軌道內(nèi)機動任務(wù)。盡管單個發(fā)動機的推力較小，但通過并聯(lián)多個電噴霧發(fā)射器，可以輕松達到所需的推力水平。
研究團隊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，實現(xiàn)了復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高效制造。
終打印出的推進器包含32個電噴霧發(fā)射器，這些發(fā)射器協(xié)同工作，確保推進劑噴流穩(wěn)定且均勻。測試結(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)。
進一步研究表明，通過調(diào)整推進劑的壓力和施加在發(fā)動機上的電壓，可以精確控制液滴流量，從而實現(xiàn)更寬范圍的推力輸出。
這種設(shè)計不僅簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少了對復(fù)雜管道、閥門或壓力信號網(wǎng)絡(luò)的依賴，還提供了一種更加輕便、經(jīng)濟且高效的電噴霧推進解決方案。
研究人員表示，這項技術(shù)為未來航天器的設(shè)計和制造開辟了新的方向，特別是在小型衛(wèi)星和深空探測任務(wù)中具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著3D打印技術(shù)的不斷進步，電噴霧發(fā)動機有望成為航天推進領(lǐng)域的重要創(chuàng)新之一。
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