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海内首次由3D打印制造的火箭发动机完成真实航行工况考核

宣布时间：

2022-09-23 13:35

2021年7月，坐标陕西铜川深蓝航天试验基地，随着发动机轰鸣喷焰，深蓝航天“星云-M”1号试验火箭完成了首次笔直起飞和笔直降落（VTVL）自由航行，即被称之为“蚱蜢跳”的运载火箭笔直接纳航行试验，试验任务取得圆满乐成。

本次试验航行创立了中国民营航天的多个第一

1 首次圆满完成由泵压式发动机作为主动力的液体火箭笔直起降；

2 首次实现了液氧煤油发动机和火箭全系统的协调事情与实际航行；

3 首次由3D打印制造的火箭发动机完成真实航行工况的考核；

4 首次单台发动机试车、航行重复使用累积凌驾10次，开端验证发动机工程化可重复使用的能力。

此次“星云-M”液体接纳1号试验箭笔直接纳航行试验，实际航行弹道最高点的相对高度近10米�；鸺谄鸱珊笃揪菰ざü旒：叫小⑴郎猎は壬瓒ǖ淖罡叩愫笃轿认陆�，按预定姿态和速度约束航行至预定着陆点，发动机凭据高度和速度判据正常执行关机，箭体触地时刻纵向速度、俯仰/偏航姿态偏差满足预定要求，经着陆缓冲机构缓冲后，火箭实现平稳“软着陆”。

火箭上装置的单台“雷霆-5”发动机，凭据预设控制程序精准完成了上升段与下降段的实时推力调理，航行历程中实际推力调理规模为60%~100%。航行全程箭体姿态稳定受控、着陆平稳；着陆后经全箭综合测试，各项技术指标正常，火箭及发动机状态良好，满足再次复飞的指标要求。

本次试验所用的“星云-M”1号试验箭，经历了三次地面静态燃烧测试，总计时间凌驾了130秒 ；所配套的“雷霆-5”型发动机，本次航行前先后加入多次地面燃烧试车、全箭静态燃烧测试，同一台发动机的累计事情次数凌驾10次 、累计事情时间凌驾500s ，基本均为大规模变工况事情状态。

通过系列燃烧测试和航行试验，有力地证明了火箭和发动机产品开端抵达了可重复使用的预期设计目标，为工程化可重复使用的火箭和发动机产品积累了名贵的研制经验和实际使用数据。

本次试验标记着深蓝航天“接纳复用”火箭技术取得重大突破：

成为海内第一家乐成使用泵压式发动机完成液体火箭笔直接纳航行试验的公司，标记着中国液体火箭重复使用技术探索迈出了重要一步。

要害技术突破

深蓝航天在火箭笔直接纳复用领域的多项要害技术，也在本次航行试验中获得了充分验证，为继续开展更大规模的接纳复用试验涤讪了坚实的技术基�。�

一：航行历程中泵压发动机的大规模推力调理

发动机的大规模推力调理是液体火箭笔直接纳的基础，在火箭笔直接纳着陆的历程中，需要通过发动机的大规模推力调理来包管全箭下降和着陆历程中的过载要求，并将最终落地速度能控制在预设的规模之内。

关于泵压式发动机，实现大规模推力调理往往需要多个调理元件来实现，调理控制纪律庞大，同时喷注器、涡轮泵等多个要害组件也需具备在差别的推力调理工况下可靠事情的能力。

“星云-M”液体接纳试验箭使用的“雷霆-5”发动机为海内首型针栓式电动泵液氧煤油发动机，使用3D打印技术完成制造，真空推力50kN，通过电动泵可实现50%-110%推力调理，通过针栓式喷注器实现发动机差别工况的稳定事情。

本次航行试验精确完成了多次发动机推力大规模调理，实现了对箭体上升和下降的控制，发动机全程事情正常，“雷霆-5”的推力大规模调理能力在经过多次地面静态燃烧的考核后，获得了实际航行的验证。

二：笔直接纳控制制导技术

笔直起降火箭相较于古板一次性使用的运载器，在航行历程中，箭上控制制导不但要维持上升段的姿态稳定，还要能够对下降段的速度和位置进行控制，以实现其着陆于指定所在的目标，这对控制制导算法和控制方法的结合提出了更高的要求。

此次航行试验中，针对电动泵发动机的响应特性，设计了有别于古板的迭代控制制导算法并首次应用：基于“惯性+RTK”的组合导航信息，由箭上飞控盘算机实时驱动泵电机、双摆伺服和RCS 冷气姿控系统相结合，实现了预期的平稳航行及着陆，笔直接纳控制制导技术获得了充分的实践检验。

三：着陆缓冲机构对箭体的缓冲�；�

火箭接纳历程中需要高可靠的着陆缓冲机构减缓着陆瞬间的攻击过载，使箭体平稳着陆。着陆缓冲机构要有较好的强度缓和冲功效以及对倾斜姿态、剩余速度的适应能力，从而包管着陆姿态的稳定性，同时由于着陆支腿靠近发动机，还要具备蒙受发动机喷流反冲的热防护能力。本次“星云-M”着陆历程箭体姿态稳定，全箭结构完好，着陆支腿顺利实现了着陆缓冲�；さ纳杓颇康�。

深蓝航天在对本次试验的数据进行完善剖析的同时，“星云-M”火箭2号试验样机正在公司位于江苏南通的总装厂房内，快速进行总装和测试事情。同时，公司还将在2021年内陆续实施百米级低空航行和高空笔直起降接纳航行试验。

同时，深蓝航天主打产品 “星云-1”入轨火箭已在去年完成一子级箭体结构样机生产和强度测试，轨道级发射及笔直接纳试验也将按计划逐步实施。

▲“星云-1”入轨火箭一子级结构于2020年通过联合静力试验和低温爆破试验考核

2019年7月，同样是在经历数次地面静态燃烧之后，被SpaceX公司称为Starhopper星舰原型机完成了首次的笔直起降，向上飞起约20米后平稳落回了地面，整个航行历程连续约10秒钟。美国权威媒体报道称，“虽然以高度来嗣魅这只是小小的一步，但却是SpaceX新一代接纳火箭和引擎首次不连接地面设备的的自由航行，有着划时代的意义”。

星辰大海是征途，坎坷艰辛唯不悔。本次笔直接纳航行试验仅仅是深蓝航天在“接纳复用”领域探索征程的阶段性胜利，深蓝航天将勇于立异、无畏前行，为中国航天彻底掌握应用火箭接纳复用技术斗争。

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