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正如SpaceX徹底改變了火箭發(fā)射領(lǐng)域一樣，我們突破性的3D打印技術(shù)將會給固體燃料發(fā)動機領(lǐng)域帶來全新的變革。我們的使命是通過增材制造技術(shù)實現(xiàn)固體燃料發(fā)動機的制造，從而降低生產(chǎn)成本。”固體燃料火箭發(fā)動機固體火箭發(fā)動機（Solid propellant rocket engine）是使用固體推進劑的化學(xué)火箭發(fā)動機，又稱固體推進劑火箭發(fā)動機。

“液體火箭發(fā)動機噴管仿真模型研究”一文以典型的液體火箭發(fā)動機（3kN空間發(fā)動機，120噸級液氧煤油發(fā)動機，260噸級液氧煤油發(fā)動機）噴管為例，深入討論氣體模型、化學(xué)反應(yīng)模型等因素對仿真結(jié)果的影響，并進一步厘清影響噴管性能的物理因素。

20 多年來，ArianeGroup 一直信賴 NUMECA 的軟件工具來設(shè)計、分析和優(yōu)化 Vulcain? 火箭發(fā)動機及其后續(xù)產(chǎn)品的液氫渦輪分子泵。我們的咨詢部門 NUMFLO 一直在為阿麗亞娜運載火箭的開發(fā)提供流體、熱和航空機械仿真方面的咨詢服務(wù)和專業(yè)知識。 “在進行昂貴的測試活動之前，多物理場仿真對于評估火箭發(fā)動機開發(fā)不同階段的流體動力學(xué)性能至關(guān)重要。

這款發(fā)動機是專門為可重復(fù)使用火箭設(shè)計的，采用了液氧煤油推進劑，單臺海平面推力87噸，比沖275秒，具備多次點火能力。與傳統(tǒng)液體火箭發(fā)動機相比，梅林1D發(fā)動機最特殊的一點是實現(xiàn)了在39%~100%范圍內(nèi)推力調(diào)節(jié)，9臺并聯(lián)則能實現(xiàn)總推力在4.3%~100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，為火箭回收和重復(fù)使用奠定了堅實的動力基礎(chǔ)。

以下是RPA中的一些重要計算以及與硬件要求相關(guān)的信息：重要計算：§ 推進系統(tǒng)性能分析： RPA用于計算和分析火箭發(fā)動機的性能參數(shù)，如推力、比沖、燃燒效率等。§ 燃燒過程模擬： 可以模擬火箭發(fā)動機的燃燒過程，包括燃燒產(chǎn)物、燃料消耗等。§ 燃燒室設(shè)計： RPA用于設(shè)計火箭發(fā)動機的燃燒室，優(yōu)化性能參數(shù)。

2.1 低溫動力系統(tǒng)預(yù)冷技術(shù) 為了保證低溫發(fā)動機的正常啟動，在點火前需要對發(fā)動機進行充分預(yù)冷。低溫發(fā)動機的預(yù)冷方式直接決定了火箭射前操作程序和箭地接口的復(fù)雜性。目前，國內(nèi)外低溫發(fā)動機常用的預(yù)冷方式有浸泡預(yù)冷、排放預(yù)冷、循環(huán)預(yù)冷。

(computational fluid dynamics, CFD)方法，能夠較準確地預(yù)示固體火箭發(fā)動機點火壓強峰，特別是大長徑比類固體火箭發(fā)動機。

在重復(fù)使用火箭動力類型的選擇方面，當前主要考慮液氧煤油和液氧甲烷兩種動力類型。液氧煤油發(fā)動機與液氧甲烷發(fā)動機性能對比液氧煤油發(fā)動機與液氧甲烷發(fā)動機性能差別不大，但液氧甲烷發(fā)動機的重復(fù)使用性能更好。從國際上重復(fù)使用運載火箭動力類型的選擇情況來看，兩種類型發(fā)動機均有應(yīng)用，但采用液氧甲烷發(fā)動機的新型重復(fù)使用運載火箭更加廣泛。

關(guān)于發(fā)動機，由于火箭的助推器充滿了液氧，NASA的工程師指出 ，3 號發(fā)動機“在排氣過程中沒有得到適當?shù)恼{(diào)節(jié)”，該過程旨在通過釋放少量燃料使發(fā)動機冷卻到合適的溫度，但它并沒有按預(yù)期工作。 NASA局長在發(fā)射取消后表示，“這只是太空業(yè)務(wù)的一部分，這是一次重要的任務(wù)，但它只是試飛，我們正在以一種船上沒有人類機組人員的方式對火箭和航天器進行壓力測試，這就是試飛的目的。”

火箭發(fā)動機點火和實際的火箭飛行都發(fā)生在遠離人類的地方，不同于傳統(tǒng)火箭從地面上的發(fā)射臺發(fā)射。”如果在太空中出現(xiàn)問題，火箭上不會有人處于危險之中。 此外，由于發(fā)射不需要人類飛行員，Aevum可以充分利用物理定律和最佳效率，其中包括大幅節(jié)省燃料。與其他將飛機當作運載工具的水平發(fā)射方式不同，Ravn是真正的第一級，為火箭的動量貢獻了Delta V。

但沖壓發(fā)動機沒有壓氣機，就不能在地面靜止情況下啟動，所以不適合作為普通飛機的動力裝置。通常的解決方法是增加一個助推器，使飛行器獲得一定的飛行速度，然后再啟動沖壓發(fā)動機，最常見的助推器為火箭發(fā)動機。此外也可由其他飛行器掛載僅裝有沖壓發(fā)動機的飛行器，飛行到一定速度后，再將僅用沖壓發(fā)動機的飛行器投放。

第一個 Artemis 任務(wù)使用了四個源自航天飛機的RS-25核心級發(fā)動機，由Aerojet Rocketdyne制造和升級，具有眾多 3D 打印組件，這些組件協(xié)作將發(fā)動機的總體生產(chǎn)成本降低近 35%，同時保證了高性能，高可靠性和安全性。此外， Northrop Grumman 制造的兩個固體火箭助推器) 在飛行的前兩分鐘內(nèi)提供了飛行器 75% 以上的推力。

“天鵲”發(fā)動機項目組在一周內(nèi)，用一套TQ-11發(fā)動機分別進行了10秒、100秒、750秒、1500秒四次全系統(tǒng)熱試車，均取得圓滿成功。 TQ-11為國內(nèi)現(xiàn)有唯一多噴管液氧甲烷火箭發(fā)動機，是“朱雀二號”液體運載火箭的二級游動發(fā)動機。

到達全動力后，9臺發(fā)動機每秒耗費燃料和液氧3200 lbs，產(chǎn)生約850,000磅(38.55噸)的動力，近地軌道有效載荷質(zhì)量22.8噸。這使得SpaceX的火箭可以實現(xiàn)“一箭多星”甚至“一箭百星”，也造就了入軌航天器發(fā)射數(shù)量遙遙領(lǐng)先。

盡管有這些優(yōu)點，最大的商用固體發(fā)動機O8000仍然遠遠低于火箭運載火箭到達太空所需的最小推力。正是出于這個原因，ANU Rocketry團隊承擔(dān)了開發(fā)我們內(nèi)部設(shè)計和3D制造的雙組元液體燃料發(fā)動機的挑戰(zhàn)，該發(fā)動機使用液氧（LOX）和生物乙醇用于我們的太空火箭項目。這篇博文將簡要介紹ANU Rocketry的氣熱分析，以預(yù)測高超音速上升階段太空火箭前緣的熱通量。

盡管有這些優(yōu)點，最大的商用固體發(fā)動機O8000仍然遠遠低于火箭運載火箭到達太空所需的最小推力。正是出于這個原因，ANU Rocketry團隊承擔(dān)了開發(fā)我們內(nèi)部設(shè)計和3D制造的雙組元液體燃料發(fā)動機的挑戰(zhàn)，該發(fā)動機使用液氧（LOX）和生物乙醇用于我們的太空火箭項目。這篇博文將簡要介紹ANU Rocketry的氣熱分析，以預(yù)測高超音速上升階段太空火箭前緣的熱通量。

連續(xù)爆震發(fā)動機也被稱為“回旋爆震發(fā)動機”，主要產(chǎn)品是連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震火箭發(fā)動機，以及其衍生的組合動力發(fā)動機和可重復(fù)使用發(fā)動機。連續(xù)震爆發(fā)動機是目前國際研究高度重視的一個領(lǐng)域，與此不同的是，其他航空強國的研究方向，比較集中于脈沖爆震或旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機領(lǐng)域。但是，截至目前，全球范圍內(nèi)，在連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機方面的研究，實驗成功的案例還有欠缺。

?“獵鷹9號”火箭是美國SpaceX公司研制的可回收式運載火箭，于2015年12月21日首次完成一級發(fā)動機回收。

托馬斯說：“我們的研究表明，直接驅(qū)動聚變動力火箭發(fā)動機可以以最佳性能產(chǎn)生動力和推力，從一臺發(fā)動機產(chǎn)生電力和推進力。”