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    3D打印火箭再生冷却推力室的材料雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台、机遇与挑战

    点击次数:1 更新时间:2021-04-14

    在正文开始前雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台,我们先来了解液体火箭的工作情况:液体火箭推进剂燃料通过喷注器进入燃烧室,雾化、混合、燃烧,产生高温高压燃气雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台,将化学能转化为热能,再转化动能,产生推力。燃烧室喉部燃烧温度高达3500℃,内壁温度超过 1000℃,任何金属材料在此温度下都已接近熔化雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台,而且材料还要经受腐蚀性高压高速燃气的侵蚀雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台。

    3D打印火箭.png

    为了有效的将热量导出,正常发挥效能雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台,推力室的结构设计和材料选择就非常重要。本期我们介绍的重点就是火箭推力室的结构特点、传统加工手段和材料选择以及3D打印为其带来的机遇和挑战。本文归属于武器装备增材制造《专题三》。

    推力室再生冷却原理

    我国液氢液氧火箭发动机推力室采用再生冷却式结构,结构由内雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台、外两层壁构成冷却夹套,约有360个冷却槽。发动机工作时,内衬一侧为高温燃气,另一侧为装载液氢液氧的冷却管道雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台,通过液氢液氧降低火箭发动机燃烧室内壁温度保持在熔点以下,以保证材料能正常服役。推进剂组元流经冷却套冷却壁面,自身受热升温后流出冷却套,再经喷注器进入燃烧室,使通过内壁传出的热量又回到燃烧室得以“再生”,故称再生冷却。

    再生冷却推力室结构

    3D打印火箭.png

    再生冷却推力室内流体流动方向

    推力室再生冷却结构设计与传统加工工艺

    推力室再生冷却结构形式多样,随着发动机技术及制造工艺的不断发展,推力室从最早的双层夹壁结构发展到变直径、变厚度的管束式结构以及波纹板钎焊夹壁结构雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台,然后采用锆铜合金铣槽内壁雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台、电铸或钎焊成形的外壁结构,使得推力室推力逐渐增大。

    推力室制造工艺经历了由钎焊发展到内壁沟槽结构的数控铣切雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台、外壁电铸镍以及管束式液压填充冲压成形和高温真空钎焊等制造技术,使推力室内壁的冷却效果逐步提高。在工艺选择上雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台,欧洲火神系列低温发动机的推力室采用在铜内衬上铣削冷却通道,然后用电铸工艺覆盖通道,而俄罗斯是用钎焊工艺密封通道。美国和日本除采用整体结构之外还采用管状结构,如冷却结构是由液压形成和捆扎管组成,电铸或钎焊技术覆盖冷却通道用做承受载荷的附加装置,这点与俄罗斯和德国相同。

    3D打印为推力室再生冷却结构制造带来的机遇与挑战

    如上文所述雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台,传统的推力室再生冷却结构制造工艺看起来很细致,同时又很复杂雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台。其制造过程动辄数月甚至更长时间,并且容易导致不同部件的质量水平不同雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台。高昂的制造成本以及漫长的等待时间让航天发射对增材制造的关注越发迫切。


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