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7月9日消息，Venus Aerospace（维纳斯航天公司） 于近日完成9100万美元融资（约合6.18亿元人民币），洛克希德·马丁风险投资公司等参与了投资。
Venus采用3D打印技术以极快的研发速度和资本效率，在2025年5月，成功完成首次高推力旋转爆震火箭发动机的飞行测试。
报道提到，本轮融资将用于该公司扩大研发和生产规模，推动3D打印爆震发动机的规模化部署。
本文内容我们将分享旋转爆震发动机的与众不同之处，为什么要用3D打印制造，以及所涉及的工艺和材料。
➡️ 旋转爆震发动机的优点及制造难点
大多数火箭发动机的工作原理为：燃料和氧化物被泵入燃烧室，燃烧产生的热量使气体膨胀，膨胀的气体通过发动机喷嘴排出，从而产生推力。
旋转爆震火箭发动机通过沿环形通道的一系列小型爆炸，产生超音速能量波，并将其从发动机尾部排出，这样就产生了连续推力。
旋转爆震发动机的概念（来自橡树岭国家实验室）
火箭发动机的效率很大程度上取决于尾焰的速度，而旋转爆震火箭发动机能够实现超音速喷射。这种方法可以极大提高飞行效率，从而大幅提升运载能力和增加飞行航程。以Venus为例，其将轨道载荷增加了4倍。
旋转爆震火箭发动机的设计非常紧凑型，为额外的燃料、传感器和有效载荷腾出了空间。而且，其简单的设计所需的零部件更少，有望实现低成本生产。
然而，制造这种旋转爆震发动机并非易事。普惠公司先进军用发动机首席工程师史蒂文·伯德解释说：“听起来很简单，但要让物理原理发挥作用却并非易事。当你真正想让设计在合适的燃料和合适的运行条件下始终如一地实现预期性能时，这才是真正的挑战。”
主要挑战之一是完善喷射系统，它需要以精确且可重复的方式混合和喷射燃料。可以想象，此类发动机的设计极其复杂，它包含无数细小的通道将燃料和氧化剂输送到圆形通道，而且所有部件都必须正确对齐，爆震序列才能正常工作。
几十年来，旋转爆震火箭发动机主要停留在纸面上。燃烧环境、超音速爆震波、极高的热通量以及快速循环的压力，使得传统的机械加工难以满足硬件要求。
直到金属3D打印技术日臻成熟，该类发动机的产品化极大提速。
➡️ 为什么要通过3D打印制造
3D打印能够制造出其他方法无法实现的复杂集成结构，例如冷却通道、流道和喷射器喷嘴，并可搭配能够承受旋转爆震火箭发动机内部严苛环境的先进合金，从而使其效率远超传统的化学火箭发动机。
近些年来，国内外在3D打印旋转爆震发动机领域均取得了显著进展。
NASA旋转爆震发动机
NASA在2023年成功进行了一次全尺寸旋转爆震火箭发动机燃烧室的热火测试，持续了251秒，实现了超过5800磅的推力。
Venus Aerospace则是2025年完成了首次飞行测试，让各方资本看到了投资的潜力。
2026年，Astrobotic公司完成了其Chakram旋转爆震火箭发动机的一系列热试车。有趣的是，它在发动机3D打印制造过程中，主动引入了孔隙，目的是促进冷却和流体流动。
➡️ 关键的3D打印材料
爆震产生的高温、高压和高频振动，会给发动机材料带来严酷考验。
笔者查询到目前主要被使用的3D打印材料包括铜合金、高温合金、铝合金等。
使用L-PBF打印GRCop-42和IN718喷注器主体
以NASA为例，其将高导热的GRCop -42铜合金，用于推力室主热壁的3D打印制造，能够快速将热量从壁面散发出去，满足最低温度要求并防止熔化；采用能在极端环境使用的超合金GRX-810，在高温下保持高强度。
瑞士学术空间倡议组织 (ARIS) 采用铜镍硅合金3D打印了旋转爆震发动机，能够满足爆震燃烧环境下主动冷却的热需求。
Astrobotic旋转爆震发动机测试过程
Astrobotic采用铝合金和铜合金制造了关键部件，通过主动引入孔隙结构，他们制造出了具有“面冷却”能力的复杂结构火箭发动机喷注器。其所开发的发动机在今年完成了热火测试，其中包括一次长达300秒的连续燃烧，验证了孔隙引入技术的有效性。
注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。
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