英國(guó)Reaction Engines公司從1989年起就致力于打造一款名為SABRE的吸氣式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)可以使航天器達(dá)到五倍的聲速，而容易讓它們無(wú)需脫離火箭即可突破軌道。金屬3D打印技術(shù)在Reaction Engines公司的火箭研發(fā)工作中起到了關(guān)鍵作用。

SABRE發(fā)動(dòng)機(jī)是Reaction Engines公司同時(shí)在開(kāi)發(fā)的“單級(jí)入軌云霄塔(Skylon)航天飛機(jī)的核心零部件。云霄塔航天飛機(jī)將可以從傳統(tǒng)的機(jī)場(chǎng)跑道自行發(fā)射進(jìn)入太空。SABRE發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)從大氣中吸入氧氣將飛機(jī)的速度推升至5.4馬赫(超過(guò)6000公里/小時(shí))，然后切換至氫燃料并使用內(nèi)置的液氧。為了使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在極端的大氣條件下工作，它需要能夠在不到百分之一秒的時(shí)間里將吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流從超過(guò)1000℃降低到零下150℃。如今它做到了這一點(diǎn)，而且發(fā)動(dòng)機(jī)因此而增加的重量微乎其微。

那么，金屬3D打印技術(shù)在SABRE發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)程中起到了什么作用呢？SABRE發(fā)動(dòng)機(jī)的原理是，需要一個(gè)能夠?qū)⒕_混合的水和甲醇混合物通過(guò)特定點(diǎn)噴射到空氣通路上的推進(jìn)劑噴射器系統(tǒng)。從而迫使水蒸發(fā)并將快速冷卻空氣。這樣的噴射器形狀非常復(fù)雜，對(duì)輕量化的要求極高，用傳統(tǒng)的加工方式無(wú)法做到。為了使航天飛機(jī)擁有足夠擺脫地球引力的能力，發(fā)動(dòng)機(jī)以及其他零部件都要盡可能的輕量化。而金屬3D打印技術(shù)可以制造出符合要求的噴射器。

Reaction Engines目前，并成功已進(jìn)入測(cè)試階段。21015年春天在初期試驗(yàn)階段，已經(jīng)成功地點(diǎn)火了15次。用于測(cè)試的發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝的噴射器正式用金屬3D打印機(jī)制造的。目前開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)正把通過(guò)這些成功測(cè)試收集到的數(shù)據(jù)用于驗(yàn)證其內(nèi)部的計(jì)算模型，并進(jìn)一步改進(jìn)了其先進(jìn)的噴嘴設(shè)計(jì)。

這款實(shí)驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)(指STOIC)是取得成功的關(guān)鍵一步。使用它來(lái)測(cè)試SABRE發(fā)動(dòng)機(jī)在使用時(shí)其3D打印的噴嘴所能表現(xiàn)出來(lái)的空氣動(dòng)力學(xué)和性能。盡管比真正的SABRE機(jī)小得多，這款測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)仍是近三十多年中在該研發(fā)團(tuán)隊(duì)測(cè)試的最大的雙推進(jìn)劑發(fā)動(dòng)機(jī)。