3D打印銅合金火箭發(fā)動機(jī)制造與點火測試全過程

Launcher 是一家成立于2017年初的航天企業(yè)，其業(yè)務(wù)是通過小型火箭向低地球軌道發(fā)射衛(wèi)星，他們專注于小型衛(wèi)星市場，并將在不久的將來提供GPS，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和地球成像等業(yè)務(wù)。

  

同樣作為初創(chuàng)的航天企業(yè)，Launcher 與SpaceX，維珍銀河，Blue Origin等公司一樣，采用3D打印技術(shù)制造火箭發(fā)動機(jī)關(guān)鍵零部件。Launcher 與合作伙伴3T、EOS 開發(fā)了3D打印銅合金火箭發(fā)動機(jī)部件，該部件已經(jīng)進(jìn)行了點火測試。本期，就讓我們通過視頻一睹這一3D打印火箭發(fā)動機(jī)部件的打印、后處理與點火測試的過程。

集成復(fù)雜冷卻通道

衛(wèi)星發(fā)射的過程中，最關(guān)鍵的部分是制造一個強(qiáng)大而可靠的火箭發(fā)動機(jī)。Launcher 用于向低地球軌道發(fā)射衛(wèi)星的火箭為液氧（LOX）/ 煤油火箭。典型的液氧/煤油火箭在發(fā)射臺上的推進(jìn)劑約為95％，更高效的火箭發(fā)動機(jī)節(jié)省的燃料可以用于增加有效載荷。

  

Launcher去年以來一直致力于開發(fā)概念驗證發(fā)動機(jī)E-1，未來三年將開發(fā)大40倍的E-2發(fā)動機(jī)。 Launcher火箭發(fā)動機(jī)中的關(guān)鍵技術(shù)是3D打印和分階段燃燒循環(huán)。3D打印技術(shù)的應(yīng)用可以減少發(fā)動機(jī)零件數(shù)量，縮短開發(fā)時間，并且更加易于制造復(fù)雜功能集成的部件，Launcher 開發(fā)的3D打印銅合金（Cucrzr）發(fā)動機(jī)部件就集成了復(fù)雜冷卻通道，這一設(shè)計將使發(fā)動機(jī)冷卻效率得到提升。

  

分階段燃燒循環(huán)中，推進(jìn)劑流過兩個燃燒室，一個預(yù)燃室和一個主燃燒室。通過點燃預(yù)燃室中的少量推進(jìn)劑產(chǎn)生的壓力可用于為渦輪泵提供動力，渦輪泵迫使剩余的推進(jìn)劑進(jìn)入主燃燒室。增加預(yù)燃器可以提高燃油效率，但卻需要更高的工程復(fù)雜性。在點火測試中，E1 3D打印銅合金發(fā)動機(jī)能夠承受最高的LOX溫度持續(xù)30秒。

來源：3D科學(xué)谷