إعادة تشغيل محرك F-1 Apollo مع حلول المسح الجيوميكانيكي 3D

““كان من الواضح منذ البداية أن المسح الضوئي ثلاثي الأبعاد والتصوير كانا من متطلبات هذه الوظيفة.”

كان أقوى صاروخ من طراز “ناسا” يعمل بالوقود السائل ، يعمل بمحرك F-1 ، مستخدمًا في الأصل في برنامج أبولو بين عامي 1967 و 1973 ، لإطلاق صواريخ ساتيرن في مداره. والآن وبعد مرور 40 عامًا ، تم إخراج أحد المحركات الأصلية من التخزين ليتم تكييفه مع برنامج Space Launch Systems (SLS) الجديد

المهمة:

على الرغم من وجود بعض مخططات تصميم محرك F-1 الأصلي ، إلا أن الرسومات الأساسية المتوفرة كشفت عن انفصال بين التصميم الأصلي والنتائج المبنية. على هذا النحو ، كانت الطريقة الوحيدة للحصول على تصميم دقيق لـ F-1 هي تعيينها باستخدام أدوات ثلاثية الأبعاد.
التنفيذ على التحدي:

مع أكثر من 400 قطعة رئيسية للصاروخ ، لا تشمل مسامير الربط والمشابك ، قام فريق مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا ، بمساعدة شركة ShapeFidelity ، وهي شركة استشارية في الخدمات الهندسية متخصصة في المسح الضوئي ثلاثي الأبعاد والاستشارات الخاصة بالتصنيع المتقدم ، بوضع أفضل الطرق ل تحقيق هدفهم.

“كان واضحا منذ البداية أن المسح والتصوير ثلاثي الأبعاد كانا متطلبين لهذه الوظيفة” ، قال روب بلاك من ShapeFidelity. “بينما كانت المهمة واضحة ، كان حجم المشروع ضخماً وليس من السهل تقديره. لم نكن متأكدين من عدد الأجزاء المعنية ، أو إذا كان ذلك ممكنًا ، وكان الخوف هو أنه بمجرد تفكيك المحرك ، لن يكون لدينا طريقة لإعادة تجميعه.
المسح الضوئي الثلاثي الأبعاد ومعالجة نقاط السحابة:

باستخدام برنامج Geomagic Solutions للهندسة العكسية ، بالإضافة إلى ATOS Triple Scan ونظام TRITOP للمسح الضوئي ، أنشأ الفريق مسحًا خطيًا للقاعدة ، أو نموذج ORL (OML) من المحرك بأكمله. ثم قاموا بإزالة كل جزء بطريقة منهجية ، ومسحهم ضوئياً بشكل فردي ، وعالجوها في بيانات ثلاثية الأبعاد دقيقة مع Geomagic.

يسمح برنامج Geomagic Reverse Engineering بتنظيف البيانات السحابية بسرعة ودقة في نماذج سطح ثلاثية الأبعاد. بمجرد الانتهاء من كل جزء ، تم وضعه مرة أخرى في نموذج التجميع الافتراضي استنادًا إلى استبيان تجميع TRITOP. استغرقت البيانات المكتملة 4 أشهر من التفكيك الدقيق والمسح الضوئي والفهرسة لإنشاء ، بما في ذلك القنوات الدقيقة ومسارات التدفق ، والتي كانت عرضة بشكل خاص للتشويه أثناء التفكيك.

تمت المهمة:

وبحلول نهاية المشروع ، كان لدى الفريق ما كان يأمل فيه بالضبط: تعريف دقيق لمحرك F-1 ، الآن في 3D ، وجاهز للاستخدام في CAD للتحليل ، وتعريف مسار التدفق ، والموافقات ، وإعادة الإنشاء. وتصنيع الأجزاء الأصلية باستخدام مواد جديدة.