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，正式進入工程設計制造階段。

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)。

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?；谌A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。

“蒼穹”引擎的一個特定組件說明了3D打印如何協(xié)助設計過程并改進制造。在渦輪泵的設計階段，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)加工工藝設計，另一種采用更新的3D打印解決方案。該團隊通過重新設計發(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。