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大量采用3D打印,中科宇航“玄鸢一号”20吨级液氧煤油火箭发动机长程试车成功

时间:2022-05-26 13:09 来源:中科宇航 作者:admin 阅读:
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          2022年5月12日-15日期间,中科宇航自主研发的“玄鸢一号”20吨级液氧煤油火箭发动机通过长程试车考核圆满成功。据悉,该火箭发动机的涡轮泵、推力室、气瓶等关键组件大量采用了全3D打印技术,大幅提升了生产效率。本台发动机在试验台上先后经历了3次整机点火试车,三战三捷。整机点火试车考核了发动机整机及各组件对长程工作的适应性,获得了发动机在不同工况下的工作特性。系统的起动、点火等工作时序得到了进一步优化并逐渐固化程序。此次试验是玄鸢一号从原理性试车迈入工程性试车的重要里程碑,为确保亚轨道飞行液氧煤油探空火箭和百公里级亚轨道可重复使用技术验证平台任务奠定坚实基础。


        “玄鸢一号”火箭发动机为液氧煤油发动机,循环方式为燃气发生器循环,起动方式为气瓶起动,点火方式为TEA/TEB液体点火,成熟可靠。通过试车结果分析:单机层面,自主研发的推力室、涡轮泵、燃气发生器、阀门和调节器安全可靠,无故障和失效,产品可靠;系统方面,发动机各项工作参数稳定,不同工况下的参数符合设计指标要求,同时,本台发动机实现了三次连续不下台整机点火试验,考验了发动机的研制流程、可重复使用维护工艺技术,为实现多次起动技术积累了试验数据,为实现可重复使用技术提供了有力的技术支撑。


该型发动机采用高压气起动、点火剂点火,使用方便,维护简单;推力室通过采用隔板喷嘴一体化设计方案,突破了高效稳定液液燃烧技术;与箭体对接的机架采用了榫卯式全机加结构方案,解决了全焊接结构变形大、加工工装复杂、生产周期长的难点;涡轮泵、推力室、气瓶等关键组件大量采用了全3D打印技术,大幅提升了生产效率;整机结构采用了模块化的总体布局方式,极大地提高了生产组织及装配效率。通过大量的引入新技术、新工艺,立足于自主创新,逐步探索出了低成本、高可靠商用液体火箭发动机的设计、生产、试验的研制及组织模式,为未来早日实现商业发射提供了强有力的支撑。




“玄鸢一号”发动机是国内首款泵后摆低成本高可靠液氧煤油发动机,海平面推力13.5吨,具备60%到100%的推力调节能力,设计响应周期为0.2s, 具备3次起动能力,设计理念为“高可靠,低成本,快速迭代”,可年产100台,作为小型运载火箭一级,中型运载火箭二级/三级,亚轨道飞行器等主动力,满足液体火箭回收的需求。2022年6月-10月期间,将陆续开展100s\250s\500s可靠性试车,累计时长3000s, 2022年11-12月,将开展6次合计1500s联合动力系统试车。


本次发动机长程试车的成功标志着“玄鸢一号”发动机全面进入了工程样机研制阶段,为2022年底即将首飞的亚轨道飞行液氧煤油探空火箭和2023年验证的100公里级亚轨道可重复使用技术验证平台、2024年底首飞的液氧煤油二级入轨火箭的设计提供了设计支撑和研制基础,同时也为后续亚轨道旅游、可回收液体火箭等重大任务奠定了基础。

西安中科宇航动力

西安中科宇航动力技术有限公司作为北京中科宇航探索技术有限公司的子公司,主要负责开展低成本液体发动机的研制工作,通过简洁的设计方案、先进液体动力技术的继承发扬、3D打印技术的成熟应用、优质供应链体系的构建,提供高性价比的航天动力产品和技术服务。
      “玄鸢一号”液体火箭发动机选用无毒无污染的液氧/ 煤油推进剂,采用燃气发生器循环方案,具备多次起动、大范围变工况的能力。通过成熟工业材料、标准件及3D打印技术的大量应用,降低生产成本、缩短生产周期。该发动机作为小型运载火箭的一级、中型运载火箭的二级/三级、亚轨道飞行器的主动力使用,并可满足液体火箭一级回收的需求。

(责任编辑:admin)

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