中科院林鑫團(tuán)隊(duì)Top期刊VPP發(fā)文: 3D打印革新固液發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)

來(lái)源: 高分子科學(xué)前沿

“中國(guó)對(duì)于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研究,，在錢學(xué)森先生等科學(xué)家前輩的帶領(lǐng)下,，始于五六十年代,。所以，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研究并不是一個(gè)新生事物,。但是,，我們很高興地看到，因?yàn)榻Y(jié)合了3D打印技術(shù),，我們確實(shí)在固液發(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)方向上有了很大的突破,。為這個(gè)相對(duì)傳統(tǒng)的體系，增加了新鮮的血液,，讓它有了一些新的增長(zhǎng)點(diǎn),。”

-林鑫副研究員

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是各類火箭,、導(dǎo)彈和航天器最主要的動(dòng)力裝置,，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展對(duì)航天技術(shù)的發(fā)展十分關(guān)鍵。隨著科技的不斷發(fā)展,，固液發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)和研究與3D打印技術(shù)相結(jié)合結(jié)合,，已經(jīng)成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),，針對(duì)此熱點(diǎn)所展開的研究成果連年處于上升階段。中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所林鑫副研究員攜團(tuán)隊(duì)發(fā)表在Virtual and Physical Prototyping（VPP,，2021 IF: 10.962 ）的最新文章提出金屬?gòu)?fù)合式燃料的理念和成型方法,，結(jié)合了3D打印技術(shù)，在固液發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域做出了革新研究,。

期刊：Virtual and Physical Prototyping

第一作者：林鑫（中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所副研究員）

DOI: 10.1080/17452759.2022.2035934

本文第一作者

林鑫,，工學(xué)博士，中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所副研究員,，中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)會(huì)員,，中國(guó)空氣動(dòng)力學(xué)會(huì)流動(dòng)顯示專委會(huì)委員。主要從事先進(jìn)固液火箭動(dòng)力,、高焓非平衡流動(dòng),、激光光譜診斷技術(shù)研究，先后主持國(guó)家自然科學(xué)基金,、國(guó)防重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金,、軍科委重點(diǎn)基金、軍科委重大基礎(chǔ)加強(qiáng)子課題等項(xiàng)目10余項(xiàng),，承擔(dān)并完成探月,、火星等多項(xiàng)氣動(dòng)熱防護(hù)任務(wù)。迄今,，已發(fā)表SCI/EI論文30余篇,，授權(quán)發(fā)明專利10余項(xiàng)，擔(dān)任《氣體物理》期刊編委,、《固體火箭技術(shù)》期刊青年編委,。

本文第一作者林鑫副研究員專訪：

本文的主要特點(diǎn)或?qū)ο嚓P(guān)領(lǐng)域研究的主要貢獻(xiàn)是什么？

可以認(rèn)為本文是固液火箭發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的一種革新,。文中提出的這種金屬?gòu)?fù)合式燃料理念及成型方法,，不僅在固體燃料力學(xué)和燃燒性能有了革命性提升，又衍生出利用燃料固有的“特征結(jié)構(gòu)”控制燃燒的新方法,，這對(duì)于克服固液發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)瓶頸（退移速率低,、氧燃比動(dòng)態(tài)偏移）有著重要的推動(dòng)作用。

此外,，這項(xiàng)工作對(duì)于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱及內(nèi)彈道設(shè)計(jì)也有一定的參考價(jià)值,。對(duì)3D打印技術(shù)也有啟發(fā)，打破原有認(rèn)知,，開創(chuàng)了新的應(yīng)用場(chǎng)景,。

在本文的策劃、撰寫和發(fā)表過程中,，您或您的團(tuán)隊(duì)遇到的最大的挑戰(zhàn)是什么,？您是如何克服的,？

在整個(gè)文章的構(gòu)思、實(shí)驗(yàn),、分析及撰寫上,，不存在科學(xué)挑戰(zhàn)，從始至終我們都是非常有信心的,，一方面建立在我們前期已經(jīng)建立了良好的工作基礎(chǔ),，有著非常有競(jìng)爭(zhēng)力的團(tuán)隊(duì)（包括學(xué)生、指導(dǎo)老師）,，另一方面這個(gè)想法提出有點(diǎn)異想天開,，力學(xué)所包括實(shí)驗(yàn)室課題組給予了極大的支持,，特別是在經(jīng)費(fèi)方面,，讓我們沒有后顧之憂。

如果說一定要有困難,，可能主要來(lái)自于科學(xué)院本身的體制,，各種申請(qǐng)項(xiàng)目，項(xiàng)目結(jié)題等事情繁多,，還需要承擔(dān)一些工程任務(wù),，導(dǎo)致在基礎(chǔ)科研領(lǐng)域不夠?qū)Ｗⅰ?br />
最后呢，由于是一個(gè)全新的概念,，研究?jī)?nèi)容涉及多個(gè)學(xué)科例如增材制造,、力學(xué)、燃燒,，發(fā)動(dòng)機(jī)總體設(shè)計(jì)等等,。在本文里我們做了一些合理簡(jiǎn)化，展示的結(jié)果只是一部分,，還有一些結(jié)果也非常驚艷,，近期我們也開展了一些補(bǔ)充工作，文章正在整理中,，還是打算繼續(xù)投稿Virtual and Physical Prototyping,，也感謝VPP的非常認(rèn)可。

在此過程中,，期刊和出版社如何協(xié)助您或?yàn)槟鷰��?lái)了何種價(jià)值,？

非常感謝Taylor & Francis 工作的高效，對(duì)于作者而言,，能夠及時(shí)的收到審稿意見是非常慶幸的,，而Taylor & Francis的高效讓人印象深刻，也非常感謝Taylor & Francis的認(rèn)可,。

您及您的研究團(tuán)隊(duì)最近的研究重點(diǎn)是什么,？它會(huì)對(duì)目前相關(guān)領(lǐng)域的研究帶來(lái)哪些積極影響,？

一個(gè)還是延續(xù)這個(gè)方向，有新的想法,，正在實(shí)施,，同時(shí)也在準(zhǔn)備打一枚探空火箭，檢驗(yàn)下該復(fù)合燃料的飛行能力,。

另一個(gè)是針對(duì)這種高溫,、高壓且封閉的燃燒場(chǎng)發(fā)展新的燃燒診斷方法，提升這種復(fù)合燃料燃燒特性的認(rèn)知,，并指導(dǎo)發(fā)展高效燃燒組織方法,。

目前國(guó)內(nèi)在相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀如何？有哪些挑戰(zhàn),？您有何建議,？

發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，與3D技術(shù)結(jié)合已經(jīng)成為這個(gè)領(lǐng)域的熱點(diǎn),，特別是近年來(lái)的文章發(fā)表工作來(lái)看,，每年都在增長(zhǎng)。與制備工藝密切相關(guān),，例如金屬件打印,，不同的光斑方向，打印結(jié)果完全不同,。不認(rèn)為是挑戰(zhàn),，更認(rèn)為是機(jī)遇，固液發(fā)動(dòng)機(jī)雖然缺點(diǎn)也很突出,，發(fā)展緩慢,，技術(shù)水平遠(yuǎn)低于其兩兄弟（液體火箭和固體火箭），但優(yōu)點(diǎn)也非常突出,，讓人們難以割舍,。我們的創(chuàng)新點(diǎn)是摒棄了以往的不變應(yīng)萬(wàn)變，而是以變化應(yīng)對(duì)變化,，給固液發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展帶來(lái)了新的啟發(fā),。

您下一步的研究計(jì)劃是什么？

深度挖掘在VPP上發(fā)表的工作,，這兩年打算有1-2個(gè)博士生專攻此方向,。

作為一位資深學(xué)者，您可否與相關(guān)領(lǐng)域的廣大科研人員分享一下您在發(fā)表學(xué)術(shù)論文方面的經(jīng)驗(yàn),？

始于創(chuàng)新,，成于實(shí)干。一個(gè)創(chuàng)新的想法必然會(huì)有全新的結(jié)果,，這已經(jīng)成功了一半,。一個(gè)邏輯清晰的架構(gòu),，圖表清晰，寫作認(rèn)真,，顏值正義,。一篇好文章水到渠成。

您認(rèn)為在論文發(fā)表的過程中同行評(píng)議扮演了什么樣的角色,？同行評(píng)審員如何能在這一過程中受益,？

非常有意義，總是有新的收獲,。它山之石可以攻玉,。不同的邏輯思維，不同的見解,，碰撞出新的火花,。

審閱就是學(xué)習(xí)的過程，雖然要花一些時(shí)間,，但還是非常樂于接受審稿工作,，特別是VPP這種頂刊，一方面是對(duì)我能力的認(rèn)可,，另一方面也是開闊自己的視野。

關(guān)于Virtual and Physical Prototyping

Virtual and Physical Prototyping（簡(jiǎn)稱VPP）是Taylor & Francis Group旗下專注制造工程領(lǐng)域?qū)W術(shù)研究?jī)?nèi)容的期刊,，內(nèi)容主要涵蓋增材制造設(shè)計(jì) ,、4D打印、功能性3D打印及混合制造等,。VPP在2019年被SCI收錄,，目前已成為制造工程領(lǐng)域頂級(jí)高質(zhì)量國(guó)際期刊。

期刊主編是新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)Engineering Product Development (EPD) 中心主任CHUA Chee Kai 蔡志楷教授,。編委團(tuán)隊(duì)中國(guó)成員有：帥詞俊教授（副主編）,，顧東東教授（編委），賀健康教授（編委）,，王立強(qiáng)研究員（編委）,。