金屬3D打印發(fā)動機再立功，深藍航天星云-M火箭1公里級垂直回收飛行試驗成功

南極熊導(dǎo)讀：時隔6個月,，國內(nèi)的民營航天公司深藍航天再一次取得了突破,，完成了試驗火箭1公里級垂直起飛及降落（VTVL）飛行試驗，金屬3D打印的發(fā)動機再次立功，南極熊對于深藍航天本次試驗的成功表示祝賀,，并對深藍航天相關(guān)負責(zé)人進行了專訪,。

△深藍航天星云-M火箭1公里級垂直回收飛行試驗成功視頻

2022年5月7日，南極熊獲悉,，昨天深藍航天自主研發(fā)的“星云-M”1號試驗箭完成了1公里級垂直起飛及降落（VTVL）飛行試驗,，火箭在爬升和下落的過程中同時進行了橫向移動，最后降落至著陸場“靶心”位置不足0.5米的點位,，“星云-M”試驗箭成功回收,。

△“星云-M”公里級VTVL垂直回收飛行試驗

此次執(zhí)行公里級試驗所使用的箭體依然是“星云-M”1號試驗箭，已經(jīng)執(zhí)行3次飛行任務(wù),、7次地面靜態(tài)點火,，真正做到了液體運載火箭的可回收復(fù)用；其所配備的“雷霆-5”發(fā)動機,，是國內(nèi)首型使用3D打印技術(shù)實現(xiàn)整機制造的針栓式液氧煤油發(fā)動機。此次飛行任務(wù)的完成宣告了深藍航天在中國可回收復(fù)用火箭歷史上又攀登上了新的高度,，離成功實現(xiàn)入軌及回收又邁進了堅實一步,。

2021年7月-10月，“星云-M”試驗箭先后完成了十米級,、百米級VTVL垂直回收飛行試驗,，實現(xiàn)了國內(nèi)液氧煤油火箭兩次零的突破。2022年5月,，還是同一發(fā)火箭,，又一次刷新了新的試驗高度。深藍航天成為目前全球除美國以外研發(fā)回收復(fù)用火箭速度最快的中國商業(yè)航天公司,。

本次公里級VTVL垂直回收飛行試驗,，標志著深藍航天僅用10個月3次發(fā)射試驗就達到2012-2013年SpaceX用一年多的時間8次的發(fā)射試驗達到的同等級試驗成果。深藍航天成為了全球第二家完成液氧煤油火箭垂直回收復(fù)用全部低空工程試驗的公司（第一家為美國的SpaceX),。

深藍航天負責(zé)人告訴南極熊：“本次公里級飛行試驗采用的雷霆-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)。全機85%重量的零件都由3D打印技術(shù)制作,。通過利用先進的打印設(shè)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(fù)雜工藝路線、周期長的瓶頸,�,！�

△雷霆-5液氧煤油發(fā)動機

“采用傳統(tǒng)工藝制造的液體火箭發(fā)動機渦輪泵用離心輪、渦輪盤等復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，涉及五軸機加工,、焊接,、電火花等多種工藝，存在生產(chǎn)流程長,、加工效率低等問題,。3D打印技術(shù)本身具有對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜性不敏感的特性，深藍航天采用3D打印制造渦輪泵離心輪,、渦輪盤等產(chǎn)品實現(xiàn)了尺寸和性能一致性好,，整體生產(chǎn)效率高，綜合總成本低的優(yōu)勢,�,！�

“在產(chǎn)品的集成化制造方面，3D打印同樣為深藍航天提高了產(chǎn)品質(zhì)量和制造效率,。點火器在傳統(tǒng)制造方案中由多個機加工零件裝配焊接而成,，對產(chǎn)品組件的裝配質(zhì)量、焊接質(zhì)量要求極高,，工藝過程復(fù)雜,。采用3D打印技術(shù)制備的點火器僅有一個零件，僅需要數(shù)控加工連接接口即可交付裝配,；且一次可打印多個零件,，打印周期僅需一周左右，縮短了產(chǎn)品交付周期,，規(guī)避了很多質(zhì)量風(fēng)險,。”

△深藍航天3D打印的發(fā)動機零件

深藍航天負責(zé)人表示,，作為3D打印技術(shù)的使用者和受益者,，深刻體會到這項技術(shù)所帶來的優(yōu)勢：

●突破傳統(tǒng)設(shè)計思維與制造的局限性，為設(shè)計人員提供更大的設(shè)計自由度,；
●優(yōu)化零件流道流動性能,，為燃料和冷卻劑通過多腔道/多流道分配提供新的可能性；
●降低零件裝配錯誤風(fēng)險,，提高產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性,、一致性；
●減少加工步驟,，省略中間環(huán)節(jié),，提高生產(chǎn)效率；
●縮短產(chǎn)品研制周期,，使產(chǎn)品研制總成本更具競爭力,。

目前,，深藍航天3D打印大量應(yīng)用的粉末材料牌號已經(jīng)覆蓋了GH4169、TC4,、316L,，還有少量的AlSi10Mg鋁合金粉末。而所使用的金屬3D打印設(shè)備,，最大打印尺寸達到米級,。未來隨著產(chǎn)品的發(fā)展，可能會有更多元的需求,。

同時,，深藍航天負責(zé)人表示在應(yīng)用3D打印技術(shù)方面也遇到了一些需要解決的問題：“比如還希望在特征結(jié)構(gòu)打印、工藝支撐方案設(shè)計,、粉末和產(chǎn)品性能測試數(shù)據(jù)等方面充分進行技術(shù)交流,，實現(xiàn)知識共享和技術(shù)突破，共同推進3D打印技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展,。同時,，深藍航天研發(fā)團隊將攻關(guān)銅材3D打印技術(shù)瓶頸，進一步提高3D打印產(chǎn)品的質(zhì)量和性能,�,！�

△3D打印的金屬零件

此次，深藍航天“星云-M”火箭公里級VTVL垂直回收飛行試驗的成功,，也宣告了低空回收階段畫上了圓滿的句號，“星云-M”1號試驗火箭圓滿完成了其歷史使命,。

下一階段,，深藍航天將采用與入軌火箭完全相同的全尺寸試驗火箭，繼續(xù)進行高空回收試驗階段（類似于SpaceX第二階段采用全尺寸樣機“獵鷹9號R”進行的回收測試）,，向著10km,、100km的高度快速突破邁進，最終實現(xiàn)入軌火箭一子級的可控回收和重復(fù)使用,。

3D打印將在后續(xù)的試驗中發(fā)揮怎樣的作用,，南極熊將持續(xù)關(guān)注。

祝賀