航天领域-深耕应用|铂力特助力蓝箭航天“天鹊”发动机长程试车成功

发布时间:2020年04月30日

近日,国内领先的民营液体火箭研制企业蓝箭航天自主研发的“朱雀二号”液体运载火箭系统中的“天鹊”10吨级液氧甲烷发动机(TQ-11)再次进行长程试车。“天鹊”发动机项目组在一周内,用一套TQ-11发动机分别进行了10秒、100秒、750秒、1500秒四次全系统热试车,均取得圆满成功。

TQ-11为国内现有唯一多喷管液氧甲烷火箭发动机,是“朱雀二号”液体运载火箭的二级游动发动机。2018年,蓝箭航天公布了“朱雀二号”液体运载火箭“80+10”的火箭动力系统技术路线,其中“80”是“天鹊”80吨级液氧甲烷发动机(TQ-12),而“10”是“天鹊”10吨级液氧甲烷发动机(TQ-11),两型发动机并联组合可覆盖从小型、中型到大型的“朱雀”全系列火箭家族。目前,两型发动机均已顺利试车,铂力特承担了“天鹊”发动机燃气发生器身部和燃烧室的金属3D打印服务。

 

朱雀二号动力系统布局

 

燃气发生器身部和燃烧室均为蓝箭航天“天鹊”发动机中的关键零部件,零件内部结构复杂且对外形、流道精度要求严格。燃烧室零件周身均布百余条细长流道,燃气发生器身部零件内有数十个冷却通道,零件最小特征尺寸精度为±0.05mm,使用传统锻造、焊接等工艺加工无法达到技术要求。而金属3D打印技术可实现复杂结构一体成形,大大缩短发动机装配周期,集成化设计还可有效减少零组件数量,提高发动机使用维护性,也更容易进行零部件批量化生产。

 

天鹊10吨级液氧甲烷发动机(TQ-11)

 

铂力特前期对零件关键特征进行充分的工艺验证,并快速进行工艺迭代优化,从力学性能、特征尺寸等方面保证成形零件满足技术要求。根据零件尺寸及结构特点,铂力特使用BLT-S310及BLT-S400分别成形燃气发生器身部及燃烧室。双激光金属3D打印设备BLT-S400可一次成形2个燃烧室,兼顾产品品质与效率,大大缩短交付周期、减少综合成本;此外,铂力特检测中心具备Nadcap认证资质、获CNAS实验室认可,可提供专业的原材料化学检测、无损检测、热处理、流量标定等相关检测服务,为零件提供全工序质量保障。

 

 

铂力特在整个蓝箭航天“天鹊”发动机项目中,充分考虑客户需求及航空发动机在结构、性能、工艺、强度、刚度、重量等各方面的要求,以高质量、高效率的金属3D打印全套解决方案,帮助用户实现快速研发,最终交付零件符合发动机各项技术要求,并获颁蓝箭航天“天鹊”发动机项目“突出贡献奖”!

小贴士

蓝箭航天自主研发的朱雀二号液氧甲烷中型运载火箭是中国研制的首个液氧甲烷运载火箭型号。全箭总长49.5米,箭体直径3.35米,起飞推力268吨,起飞质量216吨,200km LEO轨道运载能力6吨、500km SSO轨道运载能力4吨。

“朱雀二号”系列运载火箭,运用“一种推进剂组合、一个箭体直径、两型发动机”的通用化设计理念,通过不同的设计组合,可构成运力从数吨到几十吨,覆盖低、中、高等各类轨道发射能力的系列产品。10吨级液氧甲烷发动机(TQ-11)、80吨液氧甲烷发动机(TQ-12)即为设计理念中的“两型发动机”。

(本文部分图片来源于“蓝箭航天”微信公众号)

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