Активный отвод тепла позволил пластиковым компонентам функционировать дольше.
Энтузиаст и видеоблогер Mr. More Gooder создал ракетный двигатель с активным водяным охлаждением, которое встроено прямо в стенки камеры сгорания. Вместо поиска жаропрочных материалов (которые сложно изготовить на обычном FDM-принтере), он разработал полую двухстенную пластиковую конструкцию, где вода циркулирует между внутренней стенкой, которая соприкасается с огнем, и внешней несущей оболочкой.
Садовый насос обеспечивал прокачку жидкости по внутренним каналам, эффективно отводя тепло до момента, когда пластик начинал плавиться. Первые версии без охлаждения разрушались за считанные секунды. С охлаждением камера сгорания оставалась целой, однако возникала утечка: вода попадала в зону горения и гасила пламя.
Выяснилось, что пластик обладает низкой теплопроводностью, поэтому для эффективного отвода необходимо использовать очень тонкие стенки, что снижает прочность конструкции. Тем не менее, двигатель функционировал гораздо дольше, чем его неохлаждаемые аналоги. Проект продемонстрировал, что регенеративное охлаждение (метод, применяемый в настоящих жидкостных ракетных двигателях) может быть использовано даже для пластиковых деталей, выполненных с помощью FDM-печати. Однако насосы и резервуары с водой увеличивают вес, что является проблемой для летящей ракеты. Но как эксперимент — это важный шаг к доступному ракетному моделированию.
В современных жидкостных ракетных двигателях (например, у SpaceX Merlin) топливо перед подачей в камеру сгорания проходит через каналы в стенках сопла, что позволяет охладить
Фото: hi-tech.mail.ru