海南
AM易道分享
2026年5月，在蘇黎世，一臺銅色發動機點火。
第一次沒能打出爆震波，團隊回去查數據，調丙烷流量，把發動機預冷到零下130攝氏度，第二次點火，高速攝像機拍到三道穩定旋轉的爆震波，沖擊波震得控制小屋的門直晃。
這是蘇黎世聯邦理工學生航天團隊ARIS做的項目，一臺旋轉爆震火箭發動機，推進劑是丙烷和液氧，兩種都是液態，團隊說這是全球大學生第一次用這套液態推進劑組合把旋轉爆震跑通。
地面點火，尾焰中能看到沖擊波紋路。
下圖是夜間點火測試，火焰燒成橙黃色。
測試車架側面掛著一塊寫著Helios的銘牌，這是ARIS內部另一個液體雙組元發動機項目的名字，飛馬座這次測試借用的是對方的移動測試臺和保障設備。
學生團隊做火箭發動機，基礎設施是幾個項目組輪著用的，不是每個項目都有自己單獨的一套。
旋轉爆震發動機和常規火箭發動機的差別在燃燒方式。
常規發動機靠穩定燃燒推進，這臺發動機讓一道爆震波持續繞環形燃燒室轉圈，團隊定的目標是這道波每秒轉動多達兩萬次。
理論上這種燒法能比常規發動機多榨出一到兩成的效率，而推進劑占火箭起飛總重的八成到九成，這個提升很關鍵。
而制造難點全壓在噴注器上，要在不到一毫秒內把丙烷和液氧精確混合，還要擋住爆震波反沖進供應管路。
發動機的燃燒室是金屬3D打印出來的，承包方是蘇黎世州一家叫費拉米克的金屬3D打印公司。
團隊去年11月找上門，問對方能不能打印銅合金，第一反應是不行，但愿意一起摸參數。
今年1月，銅鎳硅合金粉末才到貨，離第一代發動機交付只剩一個月，從零打印經驗做到交出一整臺發動機的燃燒室，中間只隔了不到一個月，而且這臺硬件扛住了整個測試。
銘牌直接刻在打印件表面，費拉米克和傳感器供應商基斯特勒的名字都在上面:
3D打印方式是激光把金屬粉末逐層熔化堆疊，燃燒室內部能直接長出貼合輪廓的冷卻水道，這種形狀傳統鑄造銑削做不出來。
打印床上的噴注器毛坯，徑向細密縫隙一次成型，是丙烷和液氧各自的進氣通道：
3D打印件下線還不能直接裝機。
下圖可以看到燃燒室卡在數控機床的轉臺上精銑內腔，配合激光掃描復檢，精度能測到0.02毫米。
打印出來的燃燒室外形已經定型，但內壁的尺寸精度還要靠機床再走一遍刀。
上圖能看到零件夾在旋轉卡盤上，露出的一圈內腔正在被銑削，這是為了讓燃燒室和噴嘴的配合面達到裝配要求的公差，激光粉末床熔融這種工藝打出來的毛坯，表面和尺寸都留有加工余量，最后這道工序才是決定零件能不能裝上發動機的關鍵。
下圖是第一代燃燒室裝上測試架，能看清內部錐形中心體：
第一代發動機驗證的只是打得出爆震波，第二代要解決的是能不能主動冷卻，能不能撐住更長燃燒時間。
團隊給自己定的目標是燒滿8秒，推力至少一千牛，這需要水冷加上壓力和溫度傳感器。
這一輪材料換成了銅鉻鋯合金（目前行業銅打印常用材料），熱處理后導電導熱更強，硬度和抗軟化能力也更好，沖著高溫下還要保持強度和導電性去的，適合長時間頂著主動冷卻的熱負荷工作。
下圖是第二代發動機成品，四組對稱的接頭分布在燃燒室四周：
比起第一代那種打印之后沒怎么拋光的啞光質感，這臺明顯更精細，銅色表面打磨得能反光，四組對稱分布的快擰接頭是冷卻水和兩種推進劑各自的管路接口。
位置對稱不是為了好看，是為了讓水冷通道和推進劑供應在燃燒室四周受力均勻，這也是主動冷卻結構必須解決的問題。
而摸索參數的緊張工作在這一代上又來了一遍。
第二代噴注器面板如下圖，一圈孔位對應各自的推進劑和冷卻通道
旋轉爆震發動機的賣點是結構更緊湊，不需要傳統發動機的大型壓氣機和機械運動件，但材料和冷卻是明擺著的短板，團隊這次要解決的正是這道題。
傳統工藝想做這種環形燃燒室，得先開模、試鑄、拆了重來，光是等一爐銅合金澆鑄出來，就能吃掉團隊本來就不多的幾個月工期。
金屬3D打印把這條路極度縮短了，參數沒摸透也能先打一版出來試。
這本來是國家級航天機構的賽道，旋轉爆震發動機這筆效率賬，各國大機構也才剛開始驗證。
ARIS只是一群還在讀書的學生，能摸到造新發動機的門檻，靠的還是3D打印。
燒不出爆震波，調一版參數，重新打一個燃燒室。
旋轉爆震能不能真正裝上飛行的火箭，還得看后面的測試，但至少現在，寫這份答案的地方，已經從國家實驗室，開始挪到學生團隊。
銅色3D打印發動機，在攝影棚燈光下泛著近乎溫熱的光澤。
團隊表示接下來要做的，是讓這團旋轉的爆震波飛到三公里高的天上。
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