华曙3D打印技术打造中国最大可重复使用火箭发动机

中国航空航天公司星河动力航天公司已转向3D打印技术，以建造该国迄今为止最大的可重复使用火箭发动机。

星河动力航天公司的Welkin 50吨LOX/煤油发动机有30多个Farsoon-3D打印部件，包括涡轮泵和LOX/煤油主阀外壳。自从集成了这些成本和交货时间优化的部件后，该公司已经通过全系统测试，验证了发动机的点火、启动和过渡性能。

星河动力航天公司的Welkin发动机 

据星河动力航天公司称，Welkin是中国第一个可重复使用的大推力开放循环LOX/煤油火箭发动机。该发动机具有一个可变面积的针状喷射器，以及一个结合了薄膜和再生冷却的独特几何形状，该推进系统被设计为提供40吨的可变推力，推重比超过120：1。

最重要的是，Welkin的可变推力能力使其能够降低助推器水平以实现软着陆，而其故障检测和隔离功能则有利于继续重复使用。因此，据说该发动机可以重新部署50次，使其处于与SpaceX开发的梅林火箭发动机相同的可重复使用类别。

有趣的是，星河动力航天公司没有在内部生产Welkin的3D打印部件，而是在2019年选择将其外包给Falcontech。为了完成这一订单，后者部署了华曙PBF，以及DED和CNC加工，历时四个月。据称，按照惯例生产推力室部件需要大约25天，但3D打印只用了4天。

据了解，通过重新设计发动机的涡轮泵，星河动力航天公司已经成功地将其效率提高了5%，并且在全系统测试之后，操作、结构设计和Welkin的每个组件的协调都已经得到确认，使其离发射应用又近了一步。

据报道，一旦准备就绪，该发动机将被用于为Pallas-1提供动力，这是一个8米高的运载火箭，将能够把成群的卫星发射到轨道上。虽然星河动力航天公司的另一枚火箭Ceres-1已经部署，但其新产品的调试可能具有重要意义，因为它是高度可重复使用的，有可能使其成为中国对美国SpaceX猎鹰9号的回应。

星河动力航天公司的Welkin发动机只是最近一连串受益于3D打印部件的航空航天推进系统中的一个。在英国，Skyrora的全3D打印火箭发动机早在2022年6月就进行了热火测试，并以优异的成绩通过。这个领域的另一个新玩家Ursa Major也在去年推出了其Arroway LOX和甲烷发动机，作为俄罗斯RD-180和RD-181的替代品。

在其他方面，发射器继续在其3D打印的E-2液体火箭发动机方面取得进展，该发动机在2022年4月通过了另一个测试里程碑。在美国宇航局斯坦尼斯航天中心的一次测试中，该系统首次实现了额定推力、压力和氧化剂/燃料混合物配比，并连续发射了40秒。