中国航天日专稿:央视纪录频道首谈天问一号,3D打印曾发挥重要作用
7500N变推力发动机开机,动力减速、悬停避障和缓速下降
这种发动机在探月工程中曾多次使用,嫦娥三号、四号、五号落月的最后阶段,都是靠这种发动机反推实现减速和悬停的。但仅仅几年过去,发动机的样子已经完全不同。探月工程使用的变推力发动机高达1.4米,但火星着陆器布局受限,给变推力发动机留的空间只有半米多,必须缩小身形,但技术指标却不能降低。虽然基本原理一样,但改进工作与研制一台新的发动机几乎没有区别。从总装布局到系统参数都要大幅改变,从理论验证到反复试车,每一个流程都必不可少。探月的发动机研制了八年,而天问一号的这个发动机包括验证到交付使用了仅四年。
探月工程和天问一号7500N变推力发动机对比
探月工程和天问一号7500N变推力发动机对比
天问一号着陆巡视器成功着陆
在3D打印技术参考最新的航空航天案例介绍中,NASA和Aerojet Rocketdyne的研究人员明确表示,与过去制造零件的方式相比,3D打印能够增加可负担性、缩短交货时间并大大提高系统性能。实际上,这项价值几乎被所有的航空航天制造商所认可。《下一站,火星》栏目在对7500N发动机的介绍中上不可能提及一项制造技术,但研制人员却明确标表示,与过去探月工程的发动机相比,研制时间足足缩短了4年,这无不让我们遐想是否有更多器件使用了3D打印,即使并未用来制造最终零件,但是否有可能用来进行原型制造,来加快设计迭代呢?
天问一号火星探测器标注图(来自微博网友WLR2678)
在3D打印技术参考对中国民营航天的代表——深蓝航天和星河动力的专访中,双方都将3D打印技术应用到了相关产品的研发和制造中。深蓝航天雷霆-5液氧煤油发动机从方案设计到整机试车仅仅用时8个月,3D打印技术的应用加速了设计-制造-设计的迭代;星河动力则在“边界”系列轨姿控动力系统设计之初就将3D打印方案纳入考虑,3D打印使产品实现了轻量化、个性化、一体化、复杂化的总体性能提升。
更短的研制时间,更小的体积和重量,维持不变的性能和推力,天问一号的7500N变推力发动机在研制过程中是否更多的使用过3D打印技术,势必要等待以后解密。目前已公开的相关研究中,其推进剂贮箱采用了7055高强铝合金通过搅拌摩擦焊工艺制造,该工艺近些年来也被发展成了一种增材制造技术。
终归,在天问一号的研制过程中,金属3D打印技术确实发挥过重要作用。
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