中科院林鑫團隊Top期刊VPP發(fā)文: 3D打印革新固液發(fā)動機關(guān)鍵技術(shù)

來源: 高分子科學(xué)前沿

“中國對于火箭發(fā)動機的研究,，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)動機的研究并不是一個新生事物。但是,，我們很高興地看到，因為結(jié)合了3D打印技術(shù),，我們確實在固液發(fā)動機這個方向上有了很大的突破,。為這個相對傳統(tǒng)的體系，增加了新鮮的血液,，讓它有了一些新的增長點,。”

-林鑫副研究員

火箭發(fā)動機是各類火箭,、導(dǎo)彈和航天器最主要的動力裝置,，火箭發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展對航天技術(shù)的發(fā)展十分關(guān)鍵。隨著科技的不斷發(fā)展,，固液發(fā)動機的實驗和研究與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，針對此熱點所展開的研究成果連年處于上升階段,。中國科學(xué)院力學(xué)研究所林鑫副研究員攜團隊發(fā)表在Virtual and Physical Prototyping（VPP,，2021 IF: 10.962 ）的最新文章提出金屬復(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)動機領(lǐng)域做出了革新研究,。

期刊：Virtual and Physical Prototyping

第一作者：林鑫（中國科學(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,，中國科學(xué)院力學(xué)研究所副研究員,，中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會會員，中國空氣動力學(xué)會流動顯示專委會委員,。主要從事先進固液火箭動力,、高焓非平衡流動,、激光光譜診斷技術(shù)研究，先后主持國家自然科學(xué)基金,、國防重點實驗室基金,、軍科委重點基金、軍科委重大基礎(chǔ)加強子課題等項目10余項,，承擔(dān)并完成探月,、火星等多項氣動熱防護任務(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，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：

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

可以認為本文是固液火箭發(fā)動機領(lǐng)域的一種革新,。文中提出的這種金屬復(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,，這對于克服固液發(fā)動機關(guān)鍵技術(shù)瓶頸（退移速率低,、氧燃比動態(tài)偏移）有著重要的推動作用。

此外,，這項工作對于固體火箭發(fā)動機藥柱及內(nèi)彈道設(shè)計也有一定的參考價值,。對3D打印技術(shù)也有啟發(fā)，打破原有認知,，開創(chuàng)了新的應(yīng)用場景,。

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

在整個文章的構(gòu)思,、實驗,、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)，有著非常有競爭力的團隊（包括學(xué)生,、指導(dǎo)老師）,，另一方面這個想法提出有點異想天開，力學(xué)所包括實驗室課題組給予了極大的支持,，特別是在經(jīng)費方面,，讓我們沒有后顧之憂,。

如果說一定要有困難，可能主要來自于科學(xué)院本身的體制,，各種申請項目,，項目結(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,，由于是一個全新的概念，研究內(nèi)容涉及多個學(xué)科例如增材制造,、力學(xué),、燃燒，發(fā)動機總體設(shè)計等等,。在本文里我們做了一些合理簡化,，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的非常認可。

在此過程中,，期刊和出版社如何協(xié)助您或為您帶來了何種價值,？

非常感謝Taylor & Francis 工作的高效，對于作者而言,，能夠及時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的認可,。

您及您的研究團隊最近的研究重點是什么,？它會對目前相關(guān)領(lǐng)域的研究帶來哪些積極影響？

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

另一個是針對這種高溫、高壓且封閉的燃燒場發(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知,，并指導(dǎo)發(fā)展高效燃燒組織方法。

目前國內(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)動機領(lǐng)域，與3D技術(shù)結(jié)合已經(jīng)成為這個領(lǐng)域的熱點,，特別是近年來的文章發(fā)表工作來看,，每年都在增長。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,。不認為是挑戰(zhàn),，更認為是機遇，固液發(fā)動機雖然缺點也很突出,，發(fā)展緩慢,，技術(shù)水平遠低于其兩兄弟（液體火箭和固體火箭），但優(yōu)點也非常突出,，讓人們難以割舍,。我們的創(chuàng)新點是摒棄了以往的不變應(yīng)萬變，而是以變化應(yīng)對變化,，給固液發(fā)動機的發(fā)展帶來了新的啟發(fā),。

您下一步的研究計劃是什么？

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,？

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

您認為在論文發(fā)表的過程中同行評議扮演了什么樣的角色,？同行評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，一方面是對我能力的認可,，另一方面也是開闊自己的視野,。

關(guān)于Virtual and Physical Prototyping

Virtual and Physical Prototyping（簡稱VPP）是Taylor & Francis Group旗下專注制造工程領(lǐng)域?qū)W術(shù)研究內(nèi)容的期刊，內(nèi)容主要涵蓋增材制造設(shè)計 ,、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)域頂級高質(zhì)量國際期刊,。

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