3D打印液氧丙烷旋转爆震火箭发动机：大学生团队一个月造出

AM易道分享

2026年5月，在苏黎世，一台铜色发动机点火。

第一次没能打出爆震波，团队回去查数据，调丙烷流量，把发动机预冷到零下130摄氏度，第二次点火，高速摄像机拍到三道稳定旋转的爆震波，冲击波震得控制小屋的门直晃。

这是苏黎世联邦理工学生航天团队ARIS做的项目，一台旋转爆震火箭发动机，推进剂是丙烷和液氧，两种都是液态，团队说这是全球大学生第一次用这套液态推进剂组合把旋转爆震跑通。

地面点火，尾焰中能看到冲击波纹路。

下图是夜间点火测试，火焰烧成橙黄色。

测试车架侧面挂着一块写着Helios的铭牌，这是ARIS内部另一个液体双组元发动机项目的名字，飞马座这次测试借用的是对方的移动测试台和保障设备。

学生团队做火箭发动机，基础设施是几个项目组轮着用的，不是每个项目都有自己单独的一套。

旋转爆震发动机和常规火箭发动机的差别在燃烧方式。

常规发动机靠稳定燃烧推进，这台发动机让一道爆震波持续绕环形燃烧室转圈，团队定的目标是这道波每秒转动多达两万次。

理论上这种烧法能比常规发动机多榨出一到两成的效率，而推进剂占火箭起飞总重的八成到九成，这个提升很关键。

而制造难点全压在喷注器上，要在不到一毫秒内把丙烷和液氧精确混合，还要挡住爆震波反冲进供应管路。

发动机的燃烧室是金属3D打印出来的，承包方是苏黎世州一家叫费拉米克的金属3D打印公司。

团队去年11月找上门，问对方能不能打印铜合金，第一反应是不行，但愿意一起摸参数。

今年1月，铜镍硅合金粉末才到货，离第一代发动机交付只剩一个月，从零打印经验做到交出一整台发动机的燃烧室，中间只隔了不到一个月，而且这台硬件扛住了整个测试。

铭牌直接刻在打印件表面，费拉米克和传感器供应商基斯特勒的名字都在上面:

3D打印方式是激光把金属粉末逐层熔化堆叠，燃烧室内部能直接长出贴合轮廓的冷却水道，这种形状传统铸造铣削做不出来。

打印床上的喷注器毛坯，径向细密缝隙一次成型，是丙烷和液氧各自的进气通道：

3D打印件下线还不能直接装机。

下图可以看到燃烧室卡在数控机床的转台上精铣内腔，配合激光扫描复检，精度能测到0.02毫米。

打印出来的燃烧室外形已经定型，但内壁的尺寸精度还要靠机床再走一遍刀。

上图能看到零件夹在旋转卡盘上，露出的一圈内腔正在被铣削，这是为了让燃烧室和喷嘴的配合面达到装配要求的公差，激光粉末床熔融这种工艺打出来的毛坯，表面和尺寸都留有加工余量，最后这道工序才是决定零件能不能装上发动机的关键。

下图是第一代燃烧室装上测试架，能看清内部锥形中心体：

第一代发动机验证的只是打得出爆震波，第二代要解决的是能不能主动冷却，能不能撑住更长燃烧时间。

团队给自己定的目标是烧满8秒，推力至少一千牛，这需要水冷加上压力和温度传感器。

这一轮材料换成了铜铬锆合金（目前行业铜打印常用材料），热处理后导电导热更强，硬度和抗软化能力也更好，冲着高温下还要保持强度和导电性去的，适合长时间顶着主动冷却的热负荷工作。

下图是第二代发动机成品，四组对称的接头分布在燃烧室四周：

比起第一代那种打印之后没怎么抛光的哑光质感，这台明显更精细，铜色表面打磨得能反光，四组对称分布的快拧接头是冷却水和两种推进剂各自的管路接口。

位置对称不是为了好看，是为了让水冷通道和推进剂供应在燃烧室四周受力均匀，这也是主动冷却结构必须解决的问题。

而摸索参数的紧张工作在这一代上又来了一遍。

第二代喷注器面板如下图，一圈孔位对应各自的推进剂和冷却通道

旋转爆震发动机的卖点是结构更紧凑，不需要传统发动机的大型压气机和机械运动件，但材料和冷却是明摆着的短板，团队这次要解决的正是这道题。

传统工艺想做这种环形燃烧室，得先开模、试铸、拆了重来，光是等一炉铜合金浇铸出来，就能吃掉团队本来就不多的几个月工期。

金属3D打印把这条路极度缩短了，参数没摸透也能先打一版出来试。

这本来是国家级航天机构的赛道，旋转爆震发动机这笔效率账，各国大机构也才刚开始验证。

ARIS只是一群还在读书的学生，能摸到造新发动机的门槛，靠的还是3D打印。

烧不出爆震波，调一版参数，重新打一个燃烧室。

旋转爆震能不能真正装上飞行的火箭，还得看后面的测试，但至少现在，写这份答案的地方，已经从国家实验室，开始挪到学生团队。

铜色3D打印发动机，在摄影棚灯光下泛着近乎温热的光泽。

团队表示接下来要做的，是让这团旋转的爆震波飞到三公里高的天上。