全球領先技術(shù)3D打印火箭發(fā)動機 雷霆-5圓滿完成飛行任務

來源：江蘇深藍航天

2021年7月，深藍航天“星云-M”1號試驗火箭在陜西銅川深藍航天試驗基地完成了“星云-M”1號試驗火箭首次垂直起飛和垂直降落（VTVL）的自由飛行試驗（又稱“蚱蜢跳”），首飛試驗任務圓滿成功。

執(zhí)行本次飛行的“星云-M”1號試驗箭配套了由深藍航天自主研制的“雷霆-5”型液體火箭發(fā)動機（下文簡稱：LT-5），是國內(nèi)首型使用3D打印技術(shù)制造的針栓式電動泵液氧煤油發(fā)動機。

“雷霆-5”型液體火箭發(fā)動機真空推力最大為50kN，發(fā)動機能夠?qū)崿F(xiàn)50%-110%推力區(qū)間調(diào)節(jié)；同時，LT-5采用了電動泵調(diào)節(jié)推進劑流量，針栓式噴注器可自動維持不同工況下的穩(wěn)定燃燒，將此兩項技術(shù)結(jié)合在一臺發(fā)動機上在國際上也是顛覆式創(chuàng)新。

3D打印技術(shù)革新
LT-5發(fā)動機大量選用3D打印技術(shù)，利用先進的打印設備最大限度發(fā)揮鎳基高溫合金粉末材料的高強度、延展性、抗斷裂性和低可變性等優(yōu)質(zhì)特性，成功突破傳統(tǒng)火箭發(fā)動機制造模式的低生產(chǎn)效率、復雜工藝路線、周期長的瓶頸。

其中收擴段、噴注器殼體，氧入口等關鍵部件通過在打印過程中嚴格控制工藝，保證零件外形尺寸、內(nèi)流道精度及降低粗糙度；且3D打印毛坯件僅需后期少量機械加工就可以滿足裝配精度要求和使用要求，零部件加工周期大幅縮減的同時，大大縮短了產(chǎn)品重復制造周期和迭代速度，摒棄了傳統(tǒng)火箭發(fā)動機制造的重資產(chǎn)模式，產(chǎn)品供應鏈更短、更高效、更易協(xié)同，總成本更低。

供應鏈深度合作
深藍航天另辟蹊徑，多方位與國內(nèi)一流打印服務商開展合作，促使深藍航天產(chǎn)品技術(shù)研制能力的快速提升和工程化應用齊頭并進。
目前正在研制中的新型發(fā)動機同樣選擇了經(jīng)過驗證的3D打印技術(shù)和后處理工藝，新交付的發(fā)動機結(jié)構(gòu)部件最大尺寸達到600mm×600mm×600mm。通過一系列的研制測試，自主掌握了3D打印粉末選型、增材制造形性控制、增材流道結(jié)構(gòu)表面高質(zhì)量磨料流光整等多項關鍵技術(shù)，具備了產(chǎn)品多行面、多腔道、再生冷卻通道等復雜精密構(gòu)件的增材制造研制能力。

LT-5發(fā)動機已先后參加多次地面點火試車、全箭靜態(tài)點火測試，同一臺發(fā)動機的累計工作次數(shù)超過10次、累計工作時間超過500s，每次均為大范圍變工況工作狀態(tài)。
本次飛行演示著陸后經(jīng)綜合測試，發(fā)動機狀態(tài)良好，各項技術(shù)指標正常，滿足再次復飛的要求,有力地證明了發(fā)動機產(chǎn)品初步達到可重復使用的預期設計目標，為工程化可重復使用發(fā)動機產(chǎn)品積累了寶貴的研制經(jīng)驗和實際使用數(shù)據(jù)。

3D打印技術(shù)在深藍航天火箭發(fā)動機研制應用上獲得的成功，讓深藍研發(fā)人更敢想，更樂于新結(jié)構(gòu)的嘗試,讓“設計-制造-測試”實現(xiàn)的更精益、更高效；3D打印技術(shù)已成為深藍航天逐夢太空，實現(xiàn)低成本、可回收復用新一代智慧火箭的重要工具。