天龙二号遥一运载火箭首飞成功，采用闭式循环3D打印液体火箭发动机

2023年4月2日，天兵科技的天龙二号遥一运载火箭在酒泉卫星发射中心成功首飞，将搭载的“爱太空科学号”卫星顺利送入预定轨道，发射任务获得圆满成功。

本次发射的爱太空科学号卫星，主要用于开展遥感成像实验等技术验证。

据悉，此次首飞试验的主要目的是验证运载火箭总体方案的正确性及各系统间的协调性，获取全箭飞行环境参数。天龙二号是我国私营商业航天中第一款以液体作为企业初研型号的运载火箭，是我国商业航天第一款成功入轨的液体运载火箭，开创了国际航天和国内航天多项纪录。它还是我国第一款无依托发射的液体运载火箭，也是全球第一款应用煤基航天煤油飞行的运载火箭。

在此之前的近20年时间里，全球共有8款液体火箭首飞失败，包括国外的SpaceX(天空探索)、Rocket Lab(火箭试验室)、Virgin Orbit(维珍银河)、Astra Space(群星公司)、ABL、Firefly(萤火虫航天)、Relativity(相对论航天)，以及中国蓝箭航天(Landspace)的朱雀二号。天兵科技是我国商业航天成长速度最快的独角兽企业，成立四年已完成十轮融资，累计获得资金储备近30亿元。

天龙二号闭式循环3D打印液体火箭发动机

天龙二号火箭在国内采用了闭式循环3D打印液体火箭发动机、水泥场坪简易发射、民用槽车自动加注等业界新技术，攻克了民营航天多项技术难题，大大降低了火箭制造成本，更容易实现批量化规模生产。

根据天兵科技官方的描述，该型发动机应用3D打印技术的闭式循环补燃发动机，相比传统生产工艺，发动机组数量减少80%，制造周期缩短70%~80%，成本和重量降低40%~50%，发动机推质比达到100以上，在世界同等量级发动机中处于领先水平。

天兵旗下自主研制的天龙十一(TH-11)液体火箭发动机，是国内民营航天唯一的闭式循环发动机，液体火箭动力系统循环方案处于世界领先水平，目前累计试车时长近万秒，单台发动机累计试车时长超2000秒，单台发动机工作时长超7倍飞行任务时间。

液体火箭发动机需要大量采用高温合金、不锈钢、钛合金等加工材料，设计结构复杂、工艺流程长，在传统制作时需使用一系列锻造、机械加工（铣槽、车、旋压等）、电镀、钎焊等多种生产技术，该等生产技术具有劳动密集、成本高昂的特点，且生产过程中涉及大量工装、高昂的专有设备及大量专业技术人员。制造过程动辄数月甚至更长时间，存在周期长、成本高、可靠性差、成品率低、重复使用性能差等问题。

轻量化、低成本、快速研制的迫切需求使天兵科技在TH-11立项之初，就提出了适应3D打印制造技术和低成本材料体系的富氧补燃液氧煤油发动机参数优化体系，在发动机比冲、推质比、重复使用性、可回收性（多次启动、变推力性能）等性能上取得了亮眼成绩的同时，3D打印涵盖了推力室、预燃室、涡轮泵、阀门以及总装结构件等核心零部组件。其在表面流动、换热、耐高温、抗氧化、抗冲刷、抗振动冲击等关键性能是否适应富氧补燃循环工作环境的挑战下，工程师们经过了大量的仿真预示和试验验证工作，并将其固化成与3D打印技术匹配的设计、工艺和制造体系，有利于质量过程控制与技术传承。

发动机3D打印技术的优势

• 突破传统设计思维与制造的局限性，为设计人员提供更大的设计自由度；

• 优化零件流道流动性能，为燃料和冷却剂通过多腔道/多流道分配提供新的可能性；

• 降低零件装配错误风险，提高产品的质量稳定性、一致性；

• 减少加工步骤，省略中间环节，提高生产效率；

• 缩短产品研制周期，使产品研制总成本更具竞争力。

天兵天龙三号大型液体运载火箭

未来几年，天兵科技还在大型液体运载火箭重复使用、重型液体运载火箭/空天往返载人飞船等主营产品上做出了产品布局。

其中，天兵天龙三号大型液体运载火箭为我国卫星互联网组网发射量身定制，对标SpaceX猎鹰九号火箭，直径3.8米，起飞质量590吨，SSO运力超15吨，采用大推力、可复用液体火箭发动机，将率先实现国内“一箭60星”的群打能力，满足卫星互联网“低成本、高可靠、高频次”的发射需求。

该火箭主动力为天火十二(TH-12)发动机，单台推力达110吨，是国内民营最大推力液体火箭发动机。目前，该发动机已完成全系统长程热试车，火箭各项关键技术已完成攻关，初样产品已投产，计划于2024年初完成火箭首飞，2025年具备每年12发以上的商业发射能力。

素材来源：快科技、天兵科技

文章来源：南极熊