央視：嫦娥六號帶回月背樣品，靠100多臺3D打印航空發(fā)動機(jī)接力完成

來源：CCTV13

2024年7月23日，在央視 CCTV 13 頻道《朝聞天下》節(jié)目中，揭秘了嫦娥六號是如何成功歷經(jīng)了發(fā)射、地月轉(zhuǎn)移、落月、上升、交會對接以及返回等多個過程，帶回了人類首份的月背樣品的，原來這些過程是靠著超過100臺航天發(fā)動機(jī)不斷接力來完成的。而且這些新型的火箭發(fā)動機(jī)中60%以上的零部件都可以通過3D打印來生產(chǎn)。

100多臺航空發(fā)動機(jī)助力“嫦娥”奔月

5月3號 嫦娥六號成功發(fā)射，在進(jìn)入太空的這2,200多秒主要由火箭來提供動力，發(fā)射嫦娥六號的長征五號火箭上共有30臺發(fā)動機(jī)，他們一起助力將嫦娥六號送到地月轉(zhuǎn)移軌道。

進(jìn)入預(yù)定軌道之后這就都要靠安裝在嫦娥六號身上的77臺發(fā)動機(jī)，這臺7,500牛變推力發(fā)動機(jī)，在落月期間發(fā)揮了重要的作用。

中國航天科技集團(tuán)李建華介紹：“這個發(fā)動機(jī)就是探月工程的7,500?？勺兺屏Πl(fā)動機(jī)，下面這部分是噴管，我手上這兩個主要零件，就是裝配到噴管的上端，主要的作用就是控制推進(jìn)劑進(jìn)入燃燒室的量的大小，來實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的可變推力?！?br />

這款7,500牛發(fā)動機(jī)是為嫦娥三號著陸月球而研制的，它在嫦娥三號任務(wù)之后還陸續(xù)幫助嫦娥四號、五號、六號實(shí)現(xiàn)了月球軟著陸，在嫦娥六號完成月面采樣后，裝有月背樣品的上升器，需要從月球表面起飛，這就輪到3000牛發(fā)動機(jī)發(fā)揮作用了。

嫦娥六號任務(wù)非常復(fù)雜，既要落月探測又要采樣返回，除了7,500牛變推力發(fā)動機(jī)3000牛發(fā)動機(jī)，嫦娥六號上還有150牛、25牛、10牛等多種類型的發(fā)動機(jī)，在姿態(tài)控制交會對接等過程中發(fā)揮了重要作用，在參與嫦娥六號任務(wù)的100多臺發(fā)動機(jī)當(dāng)中，火箭發(fā)動機(jī)提供的動力是最大的。作為火箭的動力支援，發(fā)動機(jī)的研制工作極其復(fù)雜，工作環(huán)境極為苛刻，隨著中國航天進(jìn)入常態(tài)化高密度發(fā)射火箭，對發(fā)動機(jī)的需求也越來越大，那如何高效率、高質(zhì)量的制造火箭發(fā)動機(jī)？又有哪些新技術(shù)的加持？

近百臺金屬3D打印機(jī)，制造60%發(fā)動機(jī)零部件，合格率95%以上

近日總臺央視記者來到我國火箭發(fā)動機(jī)的主要研制地，航天科技集團(tuán)第六研究院，在這個生產(chǎn)火箭發(fā)動機(jī)零部件的廠房，記者看到這里所有零部件都采用3D打印技術(shù)來制造，過去人工至少要50小時制造的一個零件，現(xiàn)在用3D打印只需要10小時。在這個廠房中，近百臺金屬3D打印機(jī)根據(jù)發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)圖紙晝夜不停地進(jìn)行著生產(chǎn)，從這里出廠的零部件將會被用于組裝火箭發(fā)動機(jī)，通過3D打印技術(shù)讓發(fā)動機(jī)的生產(chǎn)周期更短，制造工序簡單、可靠性更高，并且還能節(jié)省大量的原材料。

中國航天科技集團(tuán)周亞雄介紹說，這是我們發(fā)動機(jī)上的殼體，因?yàn)榛鸺l(fā)動機(jī)它適應(yīng)工況比較高，它既要承壓又要保證它的使用的力學(xué)性能，所以說現(xiàn)在我們就用3D打印，就相當(dāng)于把它集成化設(shè)計(jì)，然后實(shí)現(xiàn)它能一體化成型。

記者在這里采訪發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在新研制的火箭發(fā)動機(jī)60%以上的零部件都可以通過3D打印來生產(chǎn)。這樣使得發(fā)動機(jī)研制效率大幅提高，此前發(fā)動機(jī)很多零部件幾乎是人工搓出來的孤品，有了新技術(shù)的加持，火箭發(fā)動機(jī)逐漸從工藝品轉(zhuǎn)型為工業(yè)品。

中國航天科技集團(tuán)張鵬表示：“早期的鑄造的合格率受限于咱們的技術(shù)水平只能達(dá)到30%左右，3D打印技術(shù)的研發(fā)和突破現(xiàn)在合格率能達(dá)到95%以上。”

如果說 3D打印提升的是火箭發(fā)動機(jī)的制造技術(shù)，那數(shù)字化的應(yīng)用就是火箭發(fā)動機(jī)研制效率大幅提升的代表，以前設(shè)計(jì)發(fā)動機(jī)靠的是手繪圖紙或二維制圖，而隨著數(shù)字化水平的提高，現(xiàn)在發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)已經(jīng)開始全面采用三維模型，研制周期大幅縮短。

中國航天科技集團(tuán)李程表示：“采用這種數(shù)字化的這個手段以后，個產(chǎn)品的迭代速度是更快的，可以在這個數(shù)字化的這個世界里面進(jìn)行多輪次的這個仿真計(jì)算，確保在物理世界上實(shí)現(xiàn)一次成功，支撐了更大推力的液體火箭發(fā)動機(jī)的研制工程?！?br />
中國航天科技集團(tuán)李斌表示：“火箭發(fā)動機(jī)作為核心關(guān)鍵技術(shù)的代表，它也牽引了這些工業(yè)技術(shù)水平的提高，火箭發(fā)動機(jī)需求配套的一些材料、制造工藝、設(shè)備水平也在提高，相輔相成，促進(jìn)了我們現(xiàn)在整體研制水平的提高?！?br />