深蓝航天3D打印整机制造火箭发动机搭载试验箭完成「公里级起降回收」

2022年5月6日，深蓝航天自主研发的“星云-M”1号试验箭完成了1公里级垂直起飞及降落（VTVL）飞行试验，火箭在爬升和下落的过程中同时进行了横向移动，最后降落至着陆场“靶心”位置不足0.5米的点位，“星云-M”试验箭成功回收。

此次执行公里级试验所使用的箭体依然是“星云-M”1号试验箭，已经执行3次飞行任务、7次地面静态点火，真正做到了液体运载火箭的可回收复用；其所配备的“雷霆-5”发动机，是国内首型使用3D打印技术实现整机制造的针栓式液氧煤油发动机。此次飞行任务的完成宣告了深蓝航天在中国可回收复用火箭历史上又攀登上了新的高度，离成功实现入轨及回收又迈进了坚实一步。

2021年7月-10月，“星云-M”试验箭先后完成了十米级、百米级VTVL垂直回收飞行试验，实现了国内液氧煤油火箭两次零的突破。2022年5月，还是同一发火箭，又一次刷新了新的试验高度。深蓝航天成为目前全球除美国以外研发回收复用火箭速度最快的中国商业航天公司。

本次公里级VTVL垂直回收飞行试验，标志着深蓝航天仅用10个月3次发射试验就达到2012-2013年SpaceX用一年多的时间8次的发射试验达到的同等级试验成果。深蓝航天成为了全球第二家完成液氧煤油火箭垂直回收复用全部低空工程试验的公司（第一家为美国的SpaceX)。

深蓝航天火箭发动机制造技术在国内独树一帜，由于传统的加工手段在复杂部件的制造能力、生产效率和综合成本方面皆无法与3D打印相比，深蓝航天在产品设计之初就采取了增材设计思维。其自行研制的“雷霆-5”和“雷霆-20A”液氧煤油火箭发动机在方案设计时就优先选用激光粉末床熔融金属3D打印技术，与传统的设计方法相比，增材设计思维减少了出图数量，提高了设计效率，同时为产品制造争取了周期。

搭载“星云-M”1号试验火箭成功实现公里级回收的雷霆-5发动机全机85%重量的零件都由3D打印技术制作。采用传统工艺制造的液体火箭发动机涡轮泵用离心轮、涡轮盘等复杂结构产品，涉及五轴机加工、焊接、电火花等多种工艺，存在生产流程长、加工效率低等问题。3D打印技术本身具有对产品结构复杂性不敏感的特性，深蓝航天采用3D打印制造涡轮泵离心轮、涡轮盘等产品实现了尺寸和性能一致性好，整体生产效率高，综合总成本低的优势。

在产品的集成化制造方面，3D打印同样为深蓝航天提高了产品质量和制造效率。点火器在传统制造方案中由多个机加工零件装配焊接而成，对产品组件的装配质量、焊接质量要求极高，工艺过程复杂。采用3D打印技术制备的点火器仅有一个零件，仅需要数控加工连接接口即可交付装配；且一次可打印多个零件，打印周期仅需一周左右，缩短了产品交付周期，规避了很多质量风险。

在3D打印技术参考对深蓝航天的专稿介绍文章中，深蓝航天表示，与传统的液体火箭发动机制造技术相比，3D打印技术助力深蓝航天达成了以下目标：

• 突破传统设计思维与制造的局限性，为设计人员提供更大的设计自由度；

•优化零件流道流动性能，为燃料和冷却剂通过多腔道/多流道分配提供新的可能性；

•降低零件装配错误风险，提高产品的质量稳定性、一致性；

•减少加工步骤，省略中间环节，提高生产效率；

•缩短产品研制周期，使产品研制总成本更具竞争力。

雷霆-5型液体火箭发动机，是国内首型使用3D打印技术制造的针栓式电动泵液氧煤油发动机。3D打印技术的应用加速了设计-制造-设计的迭代。在2020年初，雷霆-5液氧煤油发动机进行了首次整机变推力长程试车，试验成功。雷霆-5从方案设计到整机试车仅仅用时8个月。目前已有20余件3D打印产品应用于深蓝航天液体火箭发动机总装、总测。

END

在这个商业航天迅猛发展的时代，大航天时代空间资源的抢夺、火箭作为空间往返运输工具的先进性和火箭商业用途多维场景的需求，可回收复用火箭的必要性与紧迫性可见一斑。未来，深蓝航天将继续秉持轻量化设计、一体化设计等先进的设计思想，为液体火箭特有构件一体化快速成型、超大幅面精密结构件轻量化制造等3D打印技术提供工程应用场景。