H3火箭集结日本“技术皇冠上的明珠”
2024/02/18
NEC Space Technologies (东京都府中市)负责向地面站发送温度和压力等数据的“遥测发射机”。
发动机零部件决定成败
在被称为“潜伏着魔鬼”的发动机里,装满了很多关系到发射命运的零部件。伊格尔工业开展防止气体和液体泄漏的“密封件”(由金属和碳等制成)业务。该公司向H3火箭提供产品,以防止氢气和氧气在发动机内混合。万一混合在一起,可能会导致爆炸。
密封件也用于汽车发动机等,但面向航空宇宙需要高精度、复杂的加工。用于H3火箭的密封件采取把旋转的金属压在碳上的结构。如果今后多次利用型火箭得到普及,有必要提高密封件的耐久性。目前正在研究在微悬浮的状态下旋转的结构,寻找对策。
发动机存在管道和燃料箱产生的金属碎片侵入后引发故障的危险。NICHIDAI FILTER(京都府宇治田原町)生产防止异物侵入的过滤器。
大型的H3火箭达到575吨,最多是H2A 的2倍,过滤器也需要增大至原来的2倍。由于容易产生应变,异物会通过微小的缝隙侵入,因此利用在真空度高的状态下加热和加压的“扩散接合”技术克服了难题。
H3火箭计划使每次发射的费用降至50亿日元,仅为H2A 的一半。“成本取决于设计”,CHUO ENGINEERING(东京千代田区)的防卫和宇宙技术部长中村胜彦这样表示。在H3火箭的零部件制造中,3D打印机的利用备受关注。在结构复杂的零部件上使用3D打印,可以降低制造成本。
CHUO ENGINEERING对于向火箭发动机的阀门和管道制造中引入3D打印机作出了贡献。中村表示,“没有一个发动机是完全一样的”。计划在3号机以后继续反复改善,以提高国际竞争力。
火箭供应链是太空产业及安保的基础
日本政策投资银行的数据显示,如果包括中小企业在内,上一代主力火箭H2A形成涵盖约1000家企业的供应链。虽然火箭是需要高度技术的太空相关设备,但属于多品种少量生产,难以确保盈利,盈利方面的成果较小。
实际上,日本的航天产业一直在低速发展。据日本航空宇宙工业会(东京港区)介绍,日本2022年度包括飞翔体、地上装置、软件在内的航天相关业务的销售额仅为3032亿日元(预测值),仅比1991年度增长14%。30多年来基本没有增长。
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