Как 3D-печать смесевого ракетного топлива изменит ракетно-космическую отрасль и поле боя

Примечание: перед чтением этой статьи, рекомендую прочесть предыдущую.

И снова сначала видео.

На данном видео продемонстрирован концепт ракетостроительного завода в коробке — Rocket Factory In-a-Box (RFIB) от исследовательской лаборатории Air Force Research Laboratory (AFRL) в США. Малогабаритный мобильный завод по производству кастомизированных твердотопливных ракет в форм-факторе контейнера для перевозки грузов позволит запускать ракеты в любое время и в любом месте (Рис. 1). Сеть скрытых автономных ракетных заводов (АРЗ) обеспечат непрерывность высокоточного огневого воздействия по первому требованию (услуга on-demand для военных), позволив уйти от зависимости от двух-трех уязвимых и прозрачных для разведки промышленных центров по производству ракетного вооружения с негибкой логистикой крупногабаритных грузов к быстрому прототипированию и производству ракетного вооружения непосредственно на линии фронта с гибко настраиваемой логистикой, сыпучее сырье для которого транспортируется малогабаритными высокомобильными скрытыми транспортными средствами.

Прямо «Supreme Commander» на максималках — так американцы собираются воевать в
веке двадцать первом. Тут, наверное, будет лишним упоминание о том, что в первую очередь данной инновацией заинтересовано командование Pacific Air Forces. По понятным причинам конкретные примеры с кейсами реализации данной технологии в военных конфликтах приводить не буду — Sapienti sat. Словосочетание «сетецентрическая война» заиграет новыми красками, когда появится возможность скидывать CAD-модели РДТТ на 3D-принтеры с ближайшего IoT-утюга.

Рис. 1 — Автономный Ракетный Завод радикально изменит поле боя. Картинка AFRL

Концептуально в основе АРЗ лежат следующие технологии:

• микрожидкостные химические реакторы непрерывного действия (Рис. 2), необходимые для высокоточного контроля свойств химических компонентов;

• вибрационный смеситель, обеспечивающий гомогенизацию свойств химического состава компонентов топлива;

• роботизированное корпусирование изделия;

• роботизированные методы неразрушающего контроля изделия;

• цифровизация с возможностью создания цифрового двойника изделия и прогнозирования свойств как СРТ, так и изделия в целом;

• устойчивая и надежная автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП);

• 3D-печать твердого ракетного топлива, обеспечивающая кастомизацию РДТТ и высокую производительность завода;

• опционально, аддитивные технологии производства иных компонентов ракет.

В данном списке именно 3D-печать твердого ракетного топлива является недостающей технологией для создания подобного АРЗ, все остальное уже есть на рынке в том или ином состоянии. По сути, 3D-печать твердого ракетного топлива — это недостающее звено в пакете инноваций для смены технологического уклада в ракетно-космической отрасли, именно поэтому сейчас в мире идет негласная гонка между мировыми научными центрами за создание подобной технологии. И наш скромный проект участвует в этой негласной гонке.

Рис. 2 — Мы освоили микрожидкостные химические реакторы

Для «завода в коробке» AFRL технологию 3D-печати СРТ должен обеспечить стартап X-Bow Systems, финансируемый DARPA и имеющий доступ к ресурсам Центра космических полётов имени Джорджа Маршалла.

Также добились больших успехов в печати высокоточного ракетного вооружения на поле боя в «Raytheon Technologies Corporation» (Рис. 3). Согласно информации из открытых источников для 100% печати высокоточной ракеты воздушного базирования, им осталось освоить только промышленную 3D-печать микросхем.

Рис. 3 — Выставочный образец ЛА, который Raytheon Technologies предлагает печатать на поле боя

Аддитивные технологии, предоставив возможность оказывать огневое воздействие на противника тем, чем хочешь, а не тем что есть в данный момент на складе, изменят войну как когда-то её изменил порох.

АРЗ — это Индустрия 4.0 в ракетно-космической отрасли

АРЗ необязательно размещать скрытно в транспортной таре для производства ракетного вооружения. Масштабировав нашу технологию, можно на базе небольшого строительного 3D-принтера создать технологию производства крупногабаритных сегментов ТТЗ для РДТТ непосредственно на самом космодроме, что позволит создать гражданскую версию такого завода-космодрома. Более того, в таком случае можно, отвязавшись от промышленных центров, разместить и сам космодром в географических точках наиболее энергетически удобных для освоения определённых орбит, например, на полюсах Земли для оперативного доступа к полярной орбите/ орбите типа «Молния» или на экваторе — для доступа к геостационарной орбите (Рис. 4).

Рис. 4 — Теоретическое расположение АРЗ-космодромов для освоения наиболее популярных орбит. Так видит художник.

Рис. 5 — Автономный Ракетный Завод где-то на экваторе... или на полюсе. И да, так видит художник

Создание кастомной ракеты-носителя на космодроме, расположенном не там, где это необходимо производственному центру, а там, где это удобно Заказчику по полетному заданию, сформированному через мобильное приложение, баллистическая задача для которого рассчитывается в «облаке», и последующее выведение полезной нагрузки на заданную орбиту в течение нескольких суток с момента формирования заказа в том самом мобильном приложении Заказчика, абсолютно задисраптит рынок пусковых услуг.

Возможность оперативного вывода пико/нано-спутников на околоземные орбиты на напечатанных недорогих высокоэнергетических ракетах позволит быстро создать и оперативно восполнять спутниковые группировки.

АРЗ снизит ключевую уязвимость в текущей крайне антропоёмкой ракетно-космической отрасли, уменьшив потребность в людских ресурсах на пару порядков (Рис. 6).

Рис. 6 — Индустрия массового общества в ожидании смены технологического уклада

Все вышеперечисленное мотивирует нас и дальше развивать проект «Экспансия». Мы предложим рынку свое техническое решение Автономного Ракетного Завода, в основе которого будет лежать уже разработанная нами технология аддитивного производства твердотопливных шашек из смесевого ракетного топлива.