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3D打印于我国民营火箭制造流程的影响
时间:2021-08-26 阅读:282

2021年7月,“星云-M”1号实验火箭在陕西铜川深蓝航天实验基地完成了“星云-M”1号实验火箭初次垂直起飞和垂直降落(VTVL)的自在飞行实验(又称“蚱蜢跳”),首飞实验任务圆满胜利。

执行本次飞行的“星云-M”1号实验箭配套了自主研制的“雷霆-5”型液体火箭发起机(下文简称:LT-5),是国内首型运用3D打印技术制造的针栓式电动泵液氧煤油发起机。

“雷霆-5”型液体火箭发起机真空推力最大为50kN,发起机可以完成50%-110%推力区间调理;同时,LT-5采用了电动泵调理推进剂流量,针栓式喷注器可自动维持不同工况下的稳定熄灭,将此两项技术分离在一台发起机上在国际上也是推翻式创新。


3D打印技术改造

LT-5发起机大量选用3D打印技术,应用先进的打印设备最大限度发挥镍基高温合金粉末资料的高强度、延展性、抗断裂性和低可变性等优质特性,胜利打破传统火箭发起机制造形式的低消费效率、复杂工艺道路、周期长的瓶颈。

其中收扩段、喷注器壳体,氧入口等关键部件经过在打印过程中严厉控制工艺,保证零件外形尺寸、内流道精度及降低粗糙度;且3D打印毛坯件仅需后期少量机械加工就能够满足装配精度请求和运用请求,零部件加工周期大幅缩减的同时,大大缩短了产品反复制造周期和迭代速度,摒弃了传统火箭发起机制造的重资产形式,产品供给链更短、更高效、更易协同,总本钱更低。


供给链深度协作

多方位与国内一流打印效劳商展开协作,促使产品技术研制才能的快速提升和工程化应用齐头并进。

目前正在研制中的新型发起机同样选择了经过考证的3D打印技术和后处置工艺,新托付的发起机构造部件最大尺寸到达0.6×0.6×0.6m。经过一系列的研制测试,自主控制了3D打印粉末选型、增材制造形性控制、增材流道构造外表高质量磨料流光整等多项关键技术,具备了产品多行面、多腔道、再生冷却通道等复杂精细构件的增材制造研制才能。

LT-5发起机已先后参与屡次空中点火试车、全箭静态点火测试,同一台发起机的累计工作次数超越10次、累计工作时间超越500s,每次均为大范围变工况工作状态。

本次飞行演示着陆后经综合测试,发起机状态良好,各项技术指标正常,满足再次复飞的请求,有力地证明了发起机产品初步到达可反复运用的预期设计目的,为工程化可反复运用发起机产品积聚了珍贵的研制经历和实践运用数据。

3D打印技术在火箭发起机研制应用上取得的胜利,使研发人员更敢想,更乐于新构造的尝试,让“设计-制造-测试”完成的更精益、更高效;3D打印技术已成为逐梦太空,完成低本钱、可回收复用新一代聪慧火箭的重要工具。

3D打印技术应用在液体火箭发起机上有很多显著的优势,研发人员将不时总结经历,自创行业内已知成果的同时,继续在构造件轻量化设计、铜材&镍基高温合金异种资料组合增材制造、电弧增材制造等关键技术上深耕、创新。

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