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3D打印助力中国商业火箭回收复用,星河动力50顿级发动机成功试车

国际金属加工网 2022年03月04日

3D打印技术参考了解,3月1日,我国航天民营企业星河动力公司50吨级液氧/煤油发动机首次全系统试车圆满成功。这是“苍穹”发动机的首次全系统试车,目的是验证发动机起动关机时序、系统和结构方案可行性、各组合件工作协调性。试车过程中,发动机按预定程序起动,点火、起动和转级正常,各组件工作正常,燃烧稳定,喷管出口火焰明亮,主要参数与调整计算值一致,按程序关机,试后产品完整,试验取得圆满成功。本次试车成功,标志着我国民营商业航天领域最大推力的液氧/煤油发动机正式进入工程研制阶段。

“苍穹”50吨级可重复使用液氧/煤油发动机还是国内首款采用针栓式喷注技术的大推力液体火箭发动机,具备深度变推能力,是200-300吨级液体火箭垂直回收的最佳选择。

而据国内金属3D打印服务商飞而康于2021年12月3日发布的消息称,星河动力公司顺利完成50吨级“苍穹”液氧/煤油发动机总装装配工作,即将开展全系统地面热试车。两条消息对比可以印证,所指发动机为同一型号。值得注意的是,该发动机的涡轮泵和液氧煤油主阀壳体等多款零件由飞而康科技3D打印制造。除此之外,星河动力官网对该型号的介绍中也指出其采用了机构化轻质3D打印。

“苍穹”液氧/煤油发动机介绍

2019年7月,飞而康科技与星河动力公司建立联系,并在9月正式承接此项目,各大小零件总计30多件。该批零件在设计制造的过程中,使用了前沿的3D打印技术,历时4个月顺利完成所有零件的交付。期间,飞而康团队开发了针对火箭发动机部件的激光束焊接,叶轮、转轴的五轴加工工艺,动平衡实验,阳极氧化处理,以及气压液压测试多套专属定制试验工装。此次与星河动力公司的合作是在火箭发动机部件增材制造发展上的一个大胆突破。

“苍穹”液氧/煤油发动机、涡轮泵水试、针栓式喷注器冷态考核

“苍穹”液氧/煤油发动机作为“智神星”液体运载火箭第一级(7台)和第二级(1台)主动力装置,是多次启动变推力燃气发生器循环液体火箭发动机。每台发动机海平面额定推力40吨,最大工况海平面推力50吨(第一级具备1台“Engine-out”能力),最小工况海平面推力10吨(变推比4:1),变推力工作时满足助推级垂直下降和软着陆回收要求,发动机具备多次重复使用和故障检测与隔离能力。每台发动机重复使用次数50次,具备±6°摇摆能力,发动机推重比大于120。

发动机运行动画

星河动力运载火箭重复使用畅想未来

星河动力成立于2018年,从事低成本商业航天发射业务。其核心产品及服务包括“谷神星”系列小型固体运载火箭发射服务,以及“智神星”系列中型重复使用液体运载火箭发射服务等。2020年11月7日,谷神星一号运载火箭在中国酒泉卫星发射中心成功首飞,并顺利将天启星座十一星送入预定轨道。谷神星一号运载火箭是北京星河动力装备科技有限公司研制的一款小型固体商业运载火箭,可满足近地轨道微小型卫星发射需求。

(3D打印技术参考)

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