Eplus3D助力伦敦大学学院火箭团队完成7千牛LOX/IPA发动机热火试车，CuCrZr燃烧室经受热载荷考验

伦敦大学学院的学生火箭团队UCL Rocket，最近干成了一件挺不容易的事。

他们那台7千牛的液氧和异丙醇发动机，完成了第一次热火试车。

这台发动机的燃烧室是Eplus3D用金属3D打印做出来的，材料是CuCrZr铜铬锆合金，里面布了57条冷却通道。

Eplus3D用的是自家的EP-M300平台，配了1000瓦的激光器。

打完以后，又用EP-MC400清粉系统做了后处理。

说起来，从团队之前的Excelsior发动机换到低温液氧架构，这个跨度可不算小。

Excelsior用的是一氧化二氮当氧化剂，现在改成液氧，热通量和热梯度都上来了，对清洁度和材料兼容性的要求也严了一大截。

再生冷却的原理，就是让冷却剂在燃烧室壁周围的通道里循环，把热带走。

液体火箭发动机里，一种或两种推进剂都能当冷却剂用。

UCLR这台发动机，就是靠那57条内部通道，在点火工作的时候把燃烧室壁的热量搬走。

本来以为一切都会顺顺利利，结果呢？

试车前检查的时候，他们发现了一个让人捏把汗的问题。

在最后一步减材加工的时候，有金属切屑跑进了冷却通道里，差不多33%的有效冷却面积被堵住了。

这下怎么办？

冷却系统堵了，热风险就上来了。

UCLR的工程师修改了原计划的测试方案，把发动机压在50%节流基线状态下跑，还往燃料里添了2%的聚二甲基硅氧烷，想降低壁面的热通量。

虽然冷却能力打了折扣，发动机还是扛住了，点火程序跑完了，整个测试过程热载荷都顶住了。

测试结束以后，CuCrZr燃烧室完好无损，没有肉眼可见的热侵蚀，也没有结构变形。

Eplus3D说，这个状态验证了自家材料的质量、打印的完整性和结构的韧性。

不过也得承认，测试条件是改过的，燃烧室并没有在最初设计的冷却配置下得到完整评估。

这事其实挺值得琢磨的。

堵通道的碎屑不是打印带来的，是机加工环节钻进去的。

它把可用冷却能力降下来了，热风险提上去了，直接影响了发动机能跑什么工况。

Eplus3D说，这次测试给UCLR攒了一批关于燃烧室行为、冷却敏感性和清洁度要求的验证数据。

同时也把一件事摆到了台面上，打印、后加工、清洁、检测、装配、测试，整个链条上哪个环节都不能掉链子。

其实Eplus3D和UCLR不是第一次合作了。

之前团队为了备战2025年的Race 2 Space竞赛，搞过一台Excelsior发动机。

那是一台带旋流喷射器的再生冷却双组元推进剂火箭发动机，硬件是用Eplus3D的EP-M400S系统打印的。

Excelsior用的是一氧化二氮当氧化剂，跟最新的这台不一样。

它在热火试车里达到了5千牛的目标推力，还成了Race 2 Space竞赛里少数过完全部测试的发动机之一。

从5千牛的一氧化二氮方案跳到7千牛的液氧和异丙醇方案，这个步子迈得挺大。

而这次冷却通道被堵的事，恰好说明了一个道理，复杂3D打印推进硬件的表现，不光看打印本身，下游的机加工、清洁、检测，都能实实在在地影响最终结果。

类似的例子在火箭圈里还有不少。

专注算法生成推进硬件的LEAP 71有一台5千牛的煤油和液氧气动塞式喷管发动机，由金属3D打印设备商Aconity3D用激光粉末床熔融技术打成一体化CuCrZr部件。

液氧走内部通道冷却中心塞体，煤油负责冷却燃烧室外壁。

清粉系统厂商Solukon在把这台发动机交给德国弗劳恩霍夫激光技术研究所Fraunhofer ILT做热处理和热火试车之前，先把多余的铜粉清干净了。

封闭几何结构的清洁，本来就是一道独立的后期处理难题。

M&H用过Solukon的SFM-AT1000-S设备来清内部通道和腔体里的残留粉末。

美国火箭公司Launcher之前也挑了同一套系统来对付自家的3D打印火箭发动机和燃烧室。

可能有人会觉得，这不过是学生团队的一次试车，跟商业航天有多大关系？

但火箭发动机是那种最不宽容的舞台，任何环节的疏忽都会在火焰里现出原形。

3D打印这几年能在推进领域站住脚，靠的不是概念新，而是一步步把打印之外的那些事也拾掇利索了。