星河動力被外界稱為是中國版的“SpaceX”，這是一家國內(nèi)民營商業(yè)火箭公司。近日，該公司宣布其“蒼穹”50噸可重復使用液氧/煤油發(fā)動機的首次全系統(tǒng)試車成功，正式進入工程設(shè)計制造階段。

用于液壓測試的3D打印渦輪泵組件，圖片來自：飛而康

據(jù)資源庫了解，“蒼穹”火箭發(fā)動機具有30多個金屬3D打印部件，包括渦輪泵和液氧/煤油主閥外殼在內(nèi)的多個關(guān)鍵部件。這些都是由航空航天制造服務(wù)提供商飛而康使用華曙高科的金屬激光粉末床融合解決方案3D打印而成。

“蒼穹”50噸可重復使用液氧/煤油發(fā)動機，圖片來自：星河動力

據(jù)星河動力稱，“蒼穹”是中國第一臺采用樞軸噴射技術(shù)可重復使用的大推力開式循環(huán)液氧/煤油火箭發(fā)動機。該推進系統(tǒng)采用可變面積樞軸式噴油器和結(jié)合薄膜冷卻和再生冷卻的獨特幾何形狀，旨在以超過120:1的推重比提供40噸可變推力。

這使得其工作時能夠滿足助推級垂直下降和軟著陸回收要求，同時其故障檢測和隔離功能有助于繼續(xù)重復使用。因此，據(jù)說該發(fā)動機最多可以重新部署50次，與SpaceX開發(fā)的Merlin火箭發(fā)動機屬于同一可重復使用類別。

星河動力的全系統(tǒng)測試旨在驗證發(fā)動機運行、結(jié)構(gòu)設(shè)計和各組件的協(xié)調(diào)性。在試飛期間，對發(fā)動機的點火、啟動和過渡進行了性能測試，收集的數(shù)據(jù)顯示每個部件都按公司預期工作。燃燒過程穩(wěn)定，觀察到的主要性能參數(shù)與計算數(shù)據(jù)值一致。星河動力表示，測試取得了圓滿成功，發(fā)動機在測試后保持完好無損，并且處于可重復使用的狀態(tài)。

飛而康的Super AM工廠安裝了一系列華曙的FS421M金屬3D打印機，圖片來自：飛而康

事實上，星河動力并未在內(nèi)部生產(chǎn)“蒼穹”的3D打印部件，而是選擇在2019年將其外包給飛而康。為完成此訂單，后者在四個多月的時間里進行生產(chǎn)并完成了驗收。基于華曙大型金屬3D打印解決方案，飛康工程團隊針對火箭發(fā)動機生產(chǎn)流程開發(fā)了多套定制化生產(chǎn)工藝。這些工藝包括激光束焊接、五軸加工、動平衡測試、陽極氧化處理、氣動和液壓測試等。

星河動力對3D打印組件進行了一系列功能測試，圖片來自：飛而康

“蒼穹”引擎的一個特定組件說明了3D打印如何協(xié)助設(shè)計過程并改進制造。在渦輪泵的設(shè)計階段，星河動力工程團隊比較了兩種方式的效率：一種根據(jù)傳統(tǒng)加工工藝設(shè)計，另一種采用更新的3D打印解決方案。該團隊通過重新設(shè)計發(fā)動機的渦輪泵，并通過3D打印制作將其效率提高了5%，并且經(jīng)過全系統(tǒng)測試。在渦輪盤的設(shè)計和制造解決方案中，傳統(tǒng)機加工可能需要20到25天。然而，3D打印的制造周期只需三到四天——比傳統(tǒng)機械加工縮短80%，生產(chǎn)成本進一步降低。

據(jù)報道，一旦準備就緒，該發(fā)動機將用于為智神星一號Pallas-1提供動力，Pallas-1是一種八米高的運載火箭，能夠?qū)⑿l(wèi)星群送入軌道。這次新產(chǎn)品的調(diào)試意義重大，因為它具有高度可重復使用性，有可能成為中國對美國SpaceX 獵鷹9號的回應。

星河動力被外界稱為是中國版的“SpaceX”，這是一家國內(nèi)民營商業(yè)火箭公司。近日，該公司宣布其“蒼穹”50噸可重復使用液氧/煤油發(fā)動機的首次全系統(tǒng)試車成功，正式進入工程設(shè)計制造階段。

用于液壓測試的3D打印渦輪泵組件，圖片來自：飛而康

據(jù)資源庫了解，“蒼穹”火箭發(fā)動機具有30多個金屬3D打印部件，包括渦輪泵和液氧/煤油主閥外殼在內(nèi)的多個關(guān)鍵部件。這些都是由航空航天制造服務(wù)提供商飛而康使用華曙高科的金屬激光粉末床融合解決方案3D打印而成。

“蒼穹”50噸可重復使用液氧/煤油發(fā)動機，圖片來自：星河動力

據(jù)星河動力稱，“蒼穹”是中國第一臺采用樞軸噴射技術(shù)可重復使用的大推力開式循環(huán)液氧/煤油火箭發(fā)動機。該推進系統(tǒng)采用可變面積樞軸式噴油器和結(jié)合薄膜冷卻和再生冷卻的獨特幾何形狀，旨在以超過120:1的推重比提供40噸可變推力。

這使得其工作時能夠滿足助推級垂直下降和軟著陸回收要求，同時其故障檢測和隔離功能有助于繼續(xù)重復使用。因此，據(jù)說該發(fā)動機最多可以重新部署50次，與SpaceX開發(fā)的Merlin火箭發(fā)動機屬于同一可重復使用類別。

星河動力的全系統(tǒng)測試旨在驗證發(fā)動機運行、結(jié)構(gòu)設(shè)計和各組件的協(xié)調(diào)性。在試飛期間，對發(fā)動機的點火、啟動和過渡進行了性能測試，收集的數(shù)據(jù)顯示每個部件都按公司預期工作。燃燒過程穩(wěn)定，觀察到的主要性能參數(shù)與計算數(shù)據(jù)值一致。星河動力表示，測試取得了圓滿成功，發(fā)動機在測試后保持完好無損，并且處于可重復使用的狀態(tài)。

飛而康的Super AM工廠安裝了一系列華曙的FS421M金屬3D打印機，圖片來自：飛而康

事實上，星河動力并未在內(nèi)部生產(chǎn)“蒼穹”的3D打印部件，而是選擇在2019年將其外包給飛而康。為完成此訂單，后者在四個多月的時間里進行生產(chǎn)并完成了驗收。基于華曙大型金屬3D打印解決方案，飛康工程團隊針對火箭發(fā)動機生產(chǎn)流程開發(fā)了多套定制化生產(chǎn)工藝。這些工藝包括激光束焊接、五軸加工、動平衡測試、陽極氧化處理、氣動和液壓測試等。

星河動力對3D打印組件進行了一系列功能測試，圖片來自：飛而康

“蒼穹”引擎的一個特定組件說明了3D打印如何協(xié)助設(shè)計過程并改進制造。在渦輪泵的設(shè)計階段，星河動力工程團隊比較了兩種方式的效率：一種根據(jù)傳統(tǒng)加工工藝設(shè)計，另一種采用更新的3D打印解決方案。該團隊通過重新設(shè)計發(fā)動機的渦輪泵，并通過3D打印制作將其效率提高了5%，并且經(jīng)過全系統(tǒng)測試。在渦輪盤的設(shè)計和制造解決方案中，傳統(tǒng)機加工可能需要20到25天。然而，3D打印的制造周期只需三到四天——比傳統(tǒng)機械加工縮短80%，生產(chǎn)成本進一步降低。

據(jù)報道，一旦準備就緒，該發(fā)動機將用于為智神星一號Pallas-1提供動力，Pallas-1是一種八米高的運載火箭，能夠?qū)⑿l(wèi)星群送入軌道。這次新產(chǎn)品的調(diào)試意義重大，因為它具有高度可重復使用性，有可能成為中國對美國SpaceX 獵鷹9號的回應。