深耕應用|鉑力特助力藍箭航天“天鵲”發動機長程試車成功

2020-04-30

近日,國內領先的民營液體火箭研制企業藍箭航天自主研發的“朱雀二號”液體運載火箭系統中的“天鵲”10噸級液氧甲烷發動機(TQ-11)再次進行長程試車?!疤禊o”發動機項目組在一周內,用一套TQ-11發動機分別進行了10秒、100秒、750秒、1500秒四次全系統熱試車,均取得圓滿成功。

TQ-11為國內現有唯一多噴管液氧甲烷火箭發動機,是“朱雀二號”液體運載火箭的二級游動發動機。2018年,藍箭航天公布了“朱雀二號”液體運載火箭“80+10”的火箭動力系統技術路線,其中“80”是“天鵲”80噸級液氧甲烷發動機(TQ-12),而“10”是“天鵲”10噸級液氧甲烷發動機(TQ-11),兩型發動機并聯組合可覆蓋從小型、中型到大型的“朱雀”全系列火箭家族。目前,兩型發動機均已順利試車,鉑力特承擔了“天鵲”發動機燃氣發生器身部和燃燒室的金屬3D打印服務。

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朱雀二號動力系統布局

燃氣發生器身部和燃燒室均為藍箭航天“天鵲”發動機中的關鍵零部件,零件內部結構復雜且對外形、流道精度要求嚴格。燃燒室零件周身均布百余條細長流道,燃氣發生器身部零件內有數十個冷卻通道,零件最小特征尺寸精度為±0.05mm,使用傳統鍛造、焊接等工藝加工無法達到技術要求。而金屬3D打印技術可實現復雜結構一體成形,大大縮短發動機裝配周期,集成化設計還可有效減少零組件數量,提高發動機使用維護性,也更容易進行零部件批量化生產。

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天鵲10噸級液氧甲烷發動機(TQ-11)

鉑力特前期對零件關鍵特征進行充分的工藝驗證,并快速進行工藝迭代優化,從力學性能、特征尺寸等方面保證成形零件滿足技術要求。根據零件尺寸及結構特點,鉑力特使用BLT-S310及BLT-S400分別成形燃氣發生器身部及燃燒室。雙激光金屬3D打印設備BLT-S400可一次成形2個燃燒室,兼顧產品品質與效率,大大縮短交付周期、減少綜合成本;此外,鉑力特檢測中心具備Nadcap認證資質、獲CNAS實驗室認可,可提供專業的原材料化學檢測、無損檢測、熱處理、流量標定等相關檢測服務,為零件提供全工序質量保障。

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鉑力特在整個藍箭航天“天鵲”發動機項目中,充分考慮客戶需求及航空發動機在結構、性能、工藝、強度、剛度、重量等各方面的要求,以高質量、高效率的金屬3D打印全套解決方案,幫助用戶實現快速研發,最終交付零件符合發動機各項技術要求,并獲頒藍箭航天“天鵲”發動機項目“突出貢獻獎”!

小貼士

藍箭航天自主研發的朱雀二號液氧甲烷中型運載火箭是中國研制的首個液氧甲烷運載火箭型號。全箭總長49.5米,箭體直徑3.35米,起飛推力268噸,起飛質量216噸,200km LEO軌道運載能力6噸、500km SSO軌道運載能力4噸。

“朱雀二號”系列運載火箭,運用“一種推進劑組合、一個箭體直徑、兩型發動機”的通用化設計理念,通過不同的設計組合,可構成運力從數噸到幾十噸,覆蓋低、中、高等各類軌道發射能力的系列產品。10噸級液氧甲烷發動機(TQ-11)、80噸液氧甲烷發動機(TQ-12)即為設計理念中的“兩型發動機”。

(本文部分圖片來源于“藍箭航天”微信公眾號)

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