Блогер, известный под именем Mr. More Gooder, провел серию экспериментов с ракетным двигателем, полностью изготовленным на стандартном FDM-3D-принтере из пластика. Основная проблема подобных конструкций — быстрое разрушение из-за нагрева камеры сгорания и сопла. Вместо использования термостойких материалов автор попробовал отводить тепло с помощью активного охлаждения.
В первой версии двигателя охлаждение отсутствовало, и он выходил из строя через несколько секунд после запуска: пластик размягчался и деформировался. Затем конструкцию изменили, применив двухслойную стенку с внутренними каналами, через которые с помощью небольшого насоса циркулировала вода. Принцип напоминает регенеративное охлаждение в жидкостных ракетных двигателях, но реализован в любительских условиях из пластика.
Испытания показали, что охлаждаемая камера сгорания остается целой значительно дольше. Однако обнаружились новые ограничения: неохлаждаемые участки сопла перегревались, и расплавленный пластик начинал капать. В следующей версии блогер сделал охлаждение сплошным, охватив все зоны, контактирующие с продуктами сгорания. Двигатель проработал дольше, сохраняя прочность, но испытание прервалось из-за утечки — вода попала в камеру сгорания и погасила пламя.
Анализ показал, что проблема может быть связана с низкой теплопроводностью стандартных пластиков для FDM-печати. Внутренняя стенка успевает сильно нагреться, прежде чем тепло достигнет охлаждающей жидкости. Уменьшение толщины стенок улучшило бы передачу тепла, но ослабило бы конструкцию. Кроме того, система с насосом, трубками и баком для воды добавляет вес, что снижает потенциальную полезную нагрузку в случае полета.
Тем не менее, эксперимент продемонстрировал, что активное охлаждение заметно повышает живучесть пластикового ракетного двигателя. Автор признал концепцию многообещающей, но нуждающейся в дальнейшей доработке, и пригласил зрителей предлагать идеи для будущих версий.
Читайте также: «Haier показала самый легкий экзоскелет с искусственным интеллектом».