La société aérospatiale chinoise Galactic Energy s’est tournée vers l’impression 3D pour construire le plus grand moteur de fusée réutilisable du pays à ce jour.

Le moteur LOX/kérosène Welkin de 50 tonnes de Galactic Energy comprend plus de 30 pièces imprimées Farsoon-3D, y compris une pompe turbo et un boîtier de soupape principal LOX/kérosène. Depuis l’intégration de ces composants optimisés en termes de coûts et de délais, l’entreprise a continué à vérifier les performances d’allumage, de démarrage et de transition du moteur via un test du système complet.

Un assemblage de turbopompe imprimé en 3D qui a maintenant subi les tests hydrauliques Falcontech. Photo via Falcontech.

Les exploits d’impression 3D de Falcontech

Basé dans la ville de Wuxi, Falcontech est un fournisseur de services de production soutenu par YinBang qui couvre la R&D des poudres, les tests de performance, la revente, l’usinage CNC, l’impression 3D et le pressage isostatique. En pratique, l’entreprise divise son activité en trois divisions : Special Metal Powder, Special Manufacturing Technology et 3D Printing, cette dernière servant une clientèle aérospatiale, médicale et de moulage.

Pour répondre à cette demande, Falcontech déploie non seulement son parc de machines EOS, Renishaw et Concept Laser, mais fait également appel à l’installation d’impression 3D « SuperAM » qu’elle a renforcée en 2020 avec 20 systèmes Farsoon. Ayant déjà utilisé les FS421M, FS301M et FS271M pour imprimer en 3D diverses pièces aérospatiales, il a été dit à l’époque que Falcontech avait l’intention d’installer 30 autres imprimantes Farsoon, portant son total à 50.

Falcontech se vante du potentiel de son portefeuille pour développer des constructions aérospatiales consolidées et légères avec des performances améliorées, grâce à leurs conceptions complexes et optimisées pour la topologie. Après avoir été exploité par Galactic Energy, il semble que les services de la société permettent désormais le développement d’un moteur qui pourrait devenir critique pour les capacités de lancement de la Chine dans les années à venir.

Les imprimantes 3D métalliques FS421M de Farsoon installées dans l'usine Super AM de Falcontech.  Image via Falcontech.
Les imprimantes 3D métalliques FS421M de Farsoon installées dans l’usine Super AM de Falcontech. Image via Falcontech.

Le moteur Welkin de Galactic Energy

Selon Galactic Energy, le Welkin est le premier moteur-fusée LOX/Kérosène réutilisable à grande poussée et à cycle ouvert de Chine. Doté d’un injecteur de type pintle à section variable et d’une géométrie unique qui combine film et refroidissement régénératif, le système de propulsion est conçu pour fournir 40 tonnes de poussée variable à un rapport poussée-poids de plus de 120:1.

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De manière critique, les capacités de poussée variable du Welkin lui permettent de réduire les niveaux de rappel pour les atterrissages en douceur, tandis que ses fonctionnalités de détection et d’isolation des défauts facilitent la réutilisation continue. En tant que tel, on dit que le moteur peut être redéployé jusqu’à 50 fois, ce qui le place dans la même catégorie de réutilisation que le moteur de fusée Merlin développé chez SpaceX.

Fait intéressant, plutôt que de produire les pièces imprimées en 3D de Welkin en interne, Galactic Energy a choisi de les sous-traiter à Falcontech en 2019. Pour exécuter cette commande, ce dernier a déployé Farsoon PBF, ainsi que DED et l’usinage CNC, sur une période de quatre mois. période. On dit que la production conventionnelle des pièces de la chambre de poussée aurait pris environ 25 jours, mais leur impression 3D n’en a pris que quatre.

En repensant la turbopompe du moteur, il est également entendu que Galactic Energy a réussi à améliorer son efficacité de 5%, et après des tests complets du système, le fonctionnement, la conception structurelle et la coordination de chacun des assemblages de Welkin ont maintenant été confirmés, déplaçant c’est un pas de plus vers le lancement d’applications.

Une fois prêt, le moteur serait utilisé pour propulser le Pallas-1, un lanceur de huit mètres de haut qui devrait être capable de lancer des groupes de satellites en orbite. Alors que l’autre fusée de Galactic Energy, la Ceres-1, a déjà été déployée, la mise en service de sa nouvelle offre pourrait être importante dans la mesure où elle est hautement réutilisable, ce qui en ferait potentiellement la réponse de la Chine au SpaceX Falcon 9 américain.

Lancement de la fusée Ceres-1 de Falcontech en 2020. Photo via China Daily.
Lancement de la fusée Ceres-1 de Falcontech en 2020. Photo via China Daily.

Le moteur Welkin de Galactic Energy n’est que le dernier d’une série de systèmes de propulsion aérospatiaux récents à avoir bénéficié de pièces imprimées en 3D. Au Royaume-Uni, le moteur-fusée entièrement imprimé en 3D de Skyrora a été testé à chaud en juin 2022, réussissant avec brio. Un autre nouvel acteur dans ce domaine, Ursa Major, a également présenté l’année dernière son moteur Arroway LOX et méthane, comme alternative aux RD-180 et RD-181 russes.

Ailleurs, Launcher continue de progresser avec son moteur de fusée liquide E-2 imprimé en 3D, qui a franchi une nouvelle étape de test en avril 2022. Lors d’un test au NASA Stennis Space Center, le système a atteint la poussée, la pression et le mélange oxydant/carburant nominaux. ration pour la première fois, et tiré en continu pendant 40 secondes.

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L’image en vedette montre les imprimantes 3D métalliques FS421M de Farsoon installées dans l’usine Super AM de Falcontech. Image via Falcontech.