整体3D打印钛合金!央视报道朱雀三号着陆腿关键部件-3D打印技术参考    

整体3D打印钛合金!央视报道朱雀三号着陆腿关键部件

                   

8月19日,蓝箭航天朱雀三号遥二运载火箭成功实现一子级陆地回收,使我国在重复使用火箭关键技术上取得重大突破。

笔者注意到,央视财经栏目对该火箭的一家重要零部件制造工厂——四川航泰航空装备有限公司进行了探访,报道提到了一项3D打印技术的重要应用

报道提到,连接朱雀三号遥二运载火箭主腿和辅腿的关节部位,采用了整体3D打印的钛合金设计结构,使整体主腿重量大幅降低,整个着陆腿的可复用次数为20次。

朱雀三号运载火箭是我国新一代低成本、大运力、高频次重复使用液氧甲烷运载火箭型号。

该火箭箭体材料以不锈钢为主,全部采用液氧甲烷动力。火箭一子级装有栅格舵与着陆支腿,可在完成轨道发射后实施垂直回收与再利用。

朱雀三号火箭回收最后的临门一脚,全靠火箭箭体下方几条看似纤细却蕴含高科技的着陆腿。

着陆腿分为主腿和辅腿,主腿用来扛住落地瞬间上百吨的冲击,而辅腿则是把箭身稳稳扶住,这也是火箭回收最后一步能不能站稳的关键。

着陆主腿展开可达7米多,是朱雀三号实现安全回收的核心支撑。在火箭发射及飞行阶段,它必须紧贴箭体抵御剧烈的气动与力学环境,而在降落触地瞬间,又要精准解锁展开,吸收上百吨的巨大能量。

四川航泰航空装备有限公司着陆腿技术负责人骆欢介绍道,“我们整个主腿的设计灵感,来源于飞机起落架的缓冲器。目前整个主腿承受的冲击载荷大概是上百吨级的,而民航客机大概可能就50到60吨。”

将飞机起落架技术搬上运载火箭,最大的难题莫过于对极致轻量化的苛刻要求。传统的钢结构虽强,却会牺牲火箭的有效载荷。为此研发团队在辅腿及连接部位采用了超高强度的轻型合金材料,将四套着陆腿的总重控制在四吨以内,使它既轻又强。

骆欢进一步介绍了主腿和辅腿连接的关节部位。“在着陆的瞬间,它会承受上百吨的载荷,是一个承力部件。所以我们就采用了一个整体的3D打印钛合金设计结构,对于整个主腿重量会比普通钢材的设计降低20%到30%。目前整个着陆腿的可复用的次数是20次。”

除上述结构采用3D打印制造之外,笔者此前还曾报道过蓝箭航天火箭发动机有关3D打印技术的应用。

朱雀三号遥二运载火箭一子级配置9台海平面推力1000千牛的天鹊12B发动机。该发动机直接服务于朱雀三号火箭未来的动力需求,要求达到全箭飞行20次的指标。为实现这一目标,研发团队大量使用了新理念和新工艺,包括实现结构减重和功能优化。

天鹊12B发动机3D打印的零件占比已达到70%以上,取消的零件数量达到了30%。该公司工程师指出,3D打印技术的重要特点是非常快,而且它可以打印出工程师想实现的任何形状。

2025年9月19日,央视报道了蓝箭航天百吨级“天鹊”系列发动机的阶段性成果——其生产周期已从“十四五”初期的五年生产一百台,提速至如今的一年就能生产一百台。