Аннотация. В нашей стране для системы ориентирования ряда космических аппаратов (КА) используются микроракетные двигатели, работающие на основе каталитического разложения высокоэнергетического химического соединения – гидразина (N2H4). В термокаталитических двигателях используются как компактные брикетированные металлические катализаторы, например К-53, так и катализаторы нанесенного типа, например, К-201. В качестве катализаторов в термокаталитических двигателях используется металлический катализатор К-53. Однако, ввиду низкой активности этого катализатора до температуры 100 °С, начальная температура его разогрева перед пуском двигателя должна быть более 350 °С. Это требует больших энергозатрат на КА. Существенным преимуществом по активности и обеспечению расходонапряженности имеют высокоактивные катализаторы на основе иридия. В России используется катализатор К-201. Он как и все высокоактивные катализаторы, в качестве активного компонента использует иридий (29–33 %) как наиболее активный металл в реакции разложения гидразина. Целью работы является возможность создания комбинированного катализатора, который будет сочетать в себе лучшие качества обоих. На помощь в решении вопроса о возможности создания и методах изготовления нового металлического катализатора приходят аддитивные технологии, также известные как 3D-печать (один из главных мировых трендов на сегодняшний день). Появление 3D-печати открыло новые возможности изготовления деталей реакторов, организации процессов горения топлив в энергетических системах, создания сложных конфигураций внутренних структур химических реакторов. Наиболее привлекательным при применении аддитивных технологий является то, что они позволяют изготавливать детали любой конфигурации. Послойное плавление порошков проходит этап существования пористых структур, что может быть исследовано как носитель для пористого катализатора. Исследованию этих возможностей посвящена настоящая статья.

Ключевые слова: катализатор, иридиевый катализатор, высокопористые ячеистые материалы, металлические катализаторы, 3D-печать, селективное лазерное плавление, аддитивные технологии, новые технологии

Для цитирования: Волкова Т. В., Жеребцов В. Л., Левихин А. А. Разработка технологии изготовления композиционных катализаторов и каталитических блоков ракетных двигателей методом 3D-печати // Аэрокосмическая техника и технологии. 2026. Т. 4, № 1. С. 75–91. https://doi.org/10.52467/2949-401X-2026-4-1-75-91; https://elibrary.ru/IQUEUO

Библиографический список
1. Гайдей Т. П., Дидык В. А., Пименова Т. Ф., Здухова Т. В. Катализаторы разложения однокомпонентных топлив и изделия на основе, применяемых в технике // Физико-химические аспекты предельных состояний и структурных превращений в сплошных средах, материалах и технических системах: Вып. 3. СПб.: Политехника, 2019. С. 46–52. https://doi.org/10.25960/7325-1150-5-46
2. Chen Z. Understanding of the Modeling Method in Additive Manufacturing // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, International Conference on Optoelectronic Science and Materials 20–22 September 2019, Hefei, China. 2020 Vol. 711, 7 p. https://doi.org/10.1088/1757-899X/711/1/012017
3. Богданова Е. А., Пономарев И. Ю., Наседкин А. В. Освоение и внедрение перспективных технологий в АО «ОКБ «Факел» // Космические аппараты и технологии. 2024. Т. 47, № 1. С. 26–33.
4. Стайлз Э. Б. Носители и нанесенные катализаторы. Теория и практика : перевод с англ. М.: Химия, 1991. 240 с.
5. Пройдаков Э. М. 3D-печать как новое научно-техническое направление // Науковедческие исследования: Сборник научных трудов. 2014. № 2014. С. 146–154. https://elibrary.ru/RDOHBV
6. Колчанов Д. С., Дренин А. А., Денежкин А. О., Шустова Л. А., Сафиуллин С. Р. Особенности процесса селективного лазерного плавления из конструкционной стали 28Х3СРНВФА // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2022. Т. 751, № 10. С. 79–88. https://doi.org/10.18698/0536-1044-2022-10-79-88
7. Елистратова А. А., Коршакевич И. С., Тихоненко Д. В. Технологии 3D-печати: преимущества и недостатки // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2015. № 11. С. 557–559. https://elibrary.ru/VSCLQL
8. Килина П. Н., Дроздов А. А., Сиротенко Л. Д. Формирование образцов ячеистой структурой методом селективного лазерного спекания металлических порошков // Металлообработка. 2015. Т. 87, № 3. C. 29–31.
9. Довбыш В. М., Забеднов П. В., Зленко М. А. Аддитивные технологии и изделия из металла // Библиотечка литейщика. 2014. № 9. С. 14–71.
10. Гегузин Я. Е. Физика спекания. М.: Наука 1984. 312 c.
11. Новиков И. И., Розин К. М. Кристаллография и дефекты кристаллической решетки. М.: Металлургия, 1990. 336 с.
12. Зленко М. А., Попович А. А., Мутылина И. Н. Аддитивные технологии в машиностроении. Санкт-Петербург: Издательство политехнического университета, 2013. С. 221. ISBN: 978-5-7422-4025-9; https://elibrary.ru/YIMDKR
13. Порошковая металлургия титановых сплавов: сборник научных трудов / Под ред. Ф. Х. Фроус, Дж. Е. Смугерски; пер. с англ. С. Г. Глазунова. М.: Металлургия, 1985. 262 с.
14. Гордеев Г. А. Моделирование теплофизических процессов в порошках металлов при селективном лазерном плавлении: Автореф. … дис. канд. aиз.-мат. наук. Пермь, 2020. 16 с. https://elibrary.ru/YWZNYS
15. Спектр Ю. Е., Еромасов Р. Г. Технология нанесения и свойства покрытий : курс лекций. Красноярск, 2008. 271 с. https://elibrary.ru/YZBCTU
16. Попкова И. С., Золоторевский В. С., Солонин А. Н. Производство из алюминия и его сплавов методом селективного лазерного плавления // Технология легких сплавов. 2015. № 4. С. 14–24.
17. Krivilyov M. D., Mesarovic S. D., Sekulic D. P. Phase-field model of interface migration and powder consolidation in additive manufacturing of metals // Journal of Materials Science. 2017. Vol. 52, no. 8, pp. 4155–4163. https://doi.org/10.1007/s10853-016-0311-z
18. Никульшин П. А., Дорохов В. С., Овсиенко О. Л., Аникеев Н. А., Сидельников Н. И., Чугунов С. С. Разработка перспективных материалов защитного слоя для каталитических реакторов с применением компьютерного моделирования и аддитивных технологий // Нефтехимия. 2021. Т. 61, № 6. С. 796–807. https://doi.org/10.31857/S0028242121060058
19. Овчинников А. В., Ольшанецкий В. Е., Джуган А. А. Применение несферических гидрированных и дегидрированных порошков титана для получения изделий в аддитивных технологиях // Вестник двигателестроения. 2015. № 1. C. 114–117.