星河動(dòng)力被外界稱(chēng)為是中國(guó)版的“SpaceX”，這是一家國(guó)內(nèi)民營(yíng)商業(yè)火箭公司。近日，該公司宣布其“蒼穹”50噸可重復(fù)使用液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的首次全系統(tǒng)試車(chē)成功，正式進(jìn)入工程設(shè)計(jì)制造階段。

據(jù)資源庫(kù)了解，“蒼穹”火箭發(fā)動(dòng)機(jī)具有30多個(gè)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(gè)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。

據(jù)星河動(dòng)力稱(chēng)，“蒼穹”是中國(guó)第一臺(tái)采用樞軸噴射技術(shù)可重復(fù)使用的大推力開(kāi)式循環(huán)液氧/煤油火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。該推進(jìn)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(dú)特幾何形狀，旨在以超過(guò)120:1的推重比提供40噸可變推力。

這使得其工作時(shí)能夠滿(mǎn)足助推級(jí)垂直下降和軟著陸回收要求，同時(shí)其故障檢測(cè)和隔離功能有助于繼續(xù)重復(fù)使用。因此，據(jù)說(shuō)該發(fā)動(dòng)機(jī)最多可以重新部署50次，與SpaceX開(kāi)發(fā)的Merlin火箭發(fā)動(dòng)機(jī)屬于同一可重復(fù)使用類(lèi)別。

星河動(dòng)力的全系統(tǒng)測(cè)試旨在驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和各組件的協(xié)調(diào)性。在試飛期間，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火、啟動(dòng)和過(guò)渡進(jìn)行了性能測(cè)試，收集的數(shù)據(jù)顯示每個(gè)部件都按公司預(yù)期工作。燃燒過(guò)程穩(wěn)定，觀察到的主要性能參數(shù)與計(jì)算數(shù)據(jù)值一致。星河動(dòng)力表示，測(cè)試取得了圓滿(mǎn)成功，發(fā)動(dòng)機(jī)在測(cè)試后保持完好無(wú)損，并且處于可重復(fù)使用的狀態(tài)。

事實(shí)上，星河動(dòng)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(gè)多月的時(shí)間里進(jìn)行生產(chǎn)并完成了驗(yàn)收?；谌A曙大型金屬3D打印解決方案，飛康工程團(tuán)隊(duì)針對(duì)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)流程開(kāi)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(dòng)平衡測(cè)試、陽(yáng)極氧化處理、氣動(dòng)和液壓測(cè)試等。

“蒼穹”引擎的一個(gè)特定組件說(shuō)明了3D打印如何協(xié)助設(shè)計(jì)過(guò)程并改進(jìn)制造。在渦輪泵的設(shè)計(jì)階段，星河動(dòng)力工程團(tuán)隊(duì)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(jì)，另一種采用更新的3D打印解決方案。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)重新設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪泵，并通過(guò)3D打印制作將其效率提高了5%，并且經(jīng)過(guò)全系統(tǒng)測(cè)試。在渦輪盤(pán)的設(shè)計(jì)和制造解決方案中，傳統(tǒng)機(jī)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(jī)械加工縮短80%，生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低。

據(jù)報(bào)道，一旦準(zhǔn)備就緒，該發(fā)動(dòng)機(jī)將用于為智神星一號(hào)Pallas-1提供動(dòng)力，Pallas-1是一種八米高的運(yùn)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?yàn)樗哂懈叨瓤芍貜?fù)使用性，有可能成為中國(guó)對(duì)美國(guó)SpaceX 獵鷹9號(hào)的回應(yīng)。