夾層焊接完成的噴管 藍箭航天 供圖
近日，民營火箭制造商藍箭航天宣布，藍箭動力團隊一舉攻克激光焊接夾層噴管技術難題。目前，中國民營商業(yè)航天領域的首款中型液體運載火箭“朱雀二號”及其配備的80噸級液氧甲烷發(fā)動機“天鵲”（TQ-12）正在湖州緊鑼密鼓地研制中。此次，“天鵲”發(fā)動機噴管夾層激光焊接一次成功，首臺80噸發(fā)動機噴管順利下線。
記者了解到，噴管是火箭發(fā)動機推力室中的重要裝置，負責將推進劑燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓燃氣的熱能轉(zhuǎn)化為動能。可以說，它是火箭發(fā)動機比沖（比沖：單位推進劑的量所產(chǎn)生的推力）性能的保證。
噴管夾層制備對大推力液體火箭發(fā)動機而言十分重要。因為火箭發(fā)動機在工作時，噴管需要承受燃氣劇烈的高溫加熱狀態(tài)，使用推進劑對噴管進行冷卻十分必要。具體而言，就是將噴管的結構做成夾層，讓推進劑在進入燃燒室之前，先在夾層里高速流動，帶走燃氣傳給噴管的熱量，以保證噴管不被燒毀。
“天鵲”（TQ-12）80噸發(fā)動機噴管直徑在1m以上，焊接用時僅2天。相關負責人介紹，隨著后續(xù)工藝的進一步成熟，具有壓縮至10小時以內(nèi)的潛力，相比傳統(tǒng)的噴管制造工藝，制造周期和成本僅為螺旋管束噴管的1/10左右。
藍箭航天的激光焊接夾層噴管技術為國內(nèi)首創(chuàng)，并已經(jīng)申報了專利。藍箭航天創(chuàng)始人、CEO張昌武表示，這表明了藍箭的自主創(chuàng)新取得了重大成果，“核心技術填補了國內(nèi)空白，不僅極大縮短了‘天鵲’發(fā)動機的研制周期，降低了成本，也證明了公司堅持核心技術自主可控的決心，也為航天制造工藝的多樣性進行了一次有力的探索。”
機器人激光焊接設備 藍箭航天 供圖
此外，記者最新獲取消息，藍箭航天還與國際激光裝備制造集團合作，建成了整套機器人激光焊接設備。近期，該套設備將完成交付，進駐藍箭航天湖州智能制造工廠，為后續(xù)液氧甲烷發(fā)動機批量化生產(chǎn)提供有力保障。該套設備最大焊接功率8000W，最大可焊深度10mm，最大可焊直徑接近2m的噴管，適應各類不銹鋼、高溫合金、銅合金、鋁合金、銅-鋼異種金屬、高溫合金-不銹鋼異種金屬焊接，滿足未來二級發(fā)動機、上面級發(fā)動機大面積比噴管焊接需求，同時可以和其他航天企業(yè)、高校、科研院合作，為其它航天型號提供服務。
