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中科院林鑫團(tuán)隊Top期刊VPP發(fā)文: 3D打印革新固液發(fā)動機關(guān)鍵技術(shù)

時間:2022-08-04 14:17 來源:高分子科學(xué)前沿 作者:admin 閱讀:

       “中國對于火箭發(fā)動機的研究,在錢學(xué)森先生等科學(xué)家前輩的帶領(lǐng)下,始于五六十年代。所以,火箭發(fā)動機的研究并不是一個新生事物。但是,我們很高興地看到,因為結(jié)合了3D打印技術(shù),我們確實在固液發(fā)動機這個方向上有了很大的突破。為這個相對傳統(tǒng)的體系,增加了新鮮的血液,讓它有了一些新的增長點。”

                                                                                                                                                                                                                                    -林鑫副研究員

      火箭發(fā)動機是各類火箭、導(dǎo)彈和航天器最主要的動力裝置,火箭發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展對航天技術(shù)的發(fā)展十分關(guān)鍵。隨著科技的不斷發(fā)展,固液發(fā)動機的實驗和研究與3D打印技術(shù)相結(jié)合結(jié)合,已經(jīng)成為該領(lǐng)域的研究熱點,針對此熱點所展開的研究成果連年處于上升階段。中國科學(xué)院力學(xué)研究所林鑫副研究員攜團(tuán)隊發(fā)表在Virtual and Physical Prototyping(VPP,2021 IF: 10.962 )的最新文章提出金屬復(fù)合式燃料的理念和成型方法,結(jié)合了3D打印技術(shù),在固液發(fā)動機領(lǐng)域做出了革新研究。



期刊:Virtual and Physical Prototyping
第一作者:林鑫(中國科學(xué)院力學(xué)研究所副研究員)
DOI: 10.1080/17452759.2022.2035934
本文第一作者


       林鑫,工學(xué)博士,中國科學(xué)院力學(xué)研究所副研究員,中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會會員,中國空氣動力學(xué)會流動顯示專委會委員。主要從事先進(jìn)固液火箭動力、高焓非平衡流動、激光光譜診斷技術(shù)研究,先后主持國家自然科學(xué)基金、國防重點實驗室基金、軍科委重點基金、軍科委重大基礎(chǔ)加強子課題等項目10余項,承擔(dān)并完成探月、火星等多項氣動熱防護(hù)任務(wù)。迄今,已發(fā)表SCI/EI論文30余篇,授權(quán)發(fā)明專利10余項,擔(dān)任《氣體物理》期刊編委、《固體火箭技術(shù)》期刊青年編委。
本文第一作者林鑫副研究員專訪:
本文的主要特點或?qū)ο嚓P(guān)領(lǐng)域研究的主要貢獻(xiàn)是什么?
        可以認(rèn)為本文是固液火箭發(fā)動機領(lǐng)域的一種革新。文中提出的這種金屬復(fù)合式燃料理念及成型方法,不僅在固體燃料力學(xué)和燃燒性能有了革命性提升,又衍生出利用燃料固有的“特征結(jié)構(gòu)”控制燃燒的新方法,這對于克服固液發(fā)動機關(guān)鍵技術(shù)瓶頸(退移速率低、氧燃比動態(tài)偏移)有著重要的推動作用。
       此外,這項工作對于固體火箭發(fā)動機藥柱及內(nèi)彈道設(shè)計也有一定的參考價值。對3D打印技術(shù)也有啟發(fā),打破原有認(rèn)知,開創(chuàng)了新的應(yīng)用場景。
在本文的策劃、撰寫和發(fā)表過程中,您或您的團(tuán)隊遇到的最大的挑戰(zhàn)是什么?您是如何克服的?
        在整個文章的構(gòu)思、實驗、分析及撰寫上,不存在科學(xué)挑戰(zhàn),從始至終我們都是非常有信心的,一方面建立在我們前期已經(jīng)建立了良好的工作基礎(chǔ),有著非常有競爭力的團(tuán)隊(包括學(xué)生、指導(dǎo)老師),另一方面這個想法提出有點異想天開,力學(xué)所包括實驗室課題組給予了極大的支持,特別是在經(jīng)費方面,讓我們沒有后顧之憂。
        如果說一定要有困難,可能主要來自于科學(xué)院本身的體制,各種申請項目,項目結(jié)題等事情繁多,還需要承擔(dān)一些工程任務(wù),導(dǎo)致在基礎(chǔ)科研領(lǐng)域不夠?qū)Wⅰ?/span>最后呢,由于是一個全新的概念,研究內(nèi)容涉及多個學(xué)科例如增材制造、力學(xué)、燃燒,發(fā)動機總體設(shè)計等等。在本文里我們做了一些合理簡化,展示的結(jié)果只是一部分,還有一些結(jié)果也非常驚艷,近期我們也開展了一些補充工作,文章正在整理中,還是打算繼續(xù)投稿Virtual and Physical Prototyping,也感謝VPP的非常認(rèn)可。
在此過程中,期刊和出版社如何協(xié)助您或為您帶來了何種價值?
     非常感謝Taylor & Francis 工作的高效,對于作者而言,能夠及時的收到審稿意見是非常慶幸的,而Taylor & Francis的高效讓人印象深刻,也非常感謝Taylor & Francis的認(rèn)可。

您及您的研究團(tuán)隊最近的研究重點是什么?它會對目前相關(guān)領(lǐng)域的研究帶來哪些積極影響?

一個還是延續(xù)這個方向,有新的想法,正在實施,同時也在準(zhǔn)備打一枚探空火箭,檢驗下該復(fù)合燃料的飛行能力。

另一個是針對這種高溫、高壓且封閉的燃燒場發(fā)展新的燃燒診斷方法,提升這種復(fù)合燃料燃燒特性的認(rèn)知,并指導(dǎo)發(fā)展高效燃燒組織方法。

目前國內(nèi)在相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀如何?有哪些挑戰(zhàn)?您有何建議?

發(fā)動機領(lǐng)域,與3D技術(shù)結(jié)合已經(jīng)成為這個領(lǐng)域的熱點,特別是近年來的文章發(fā)表工作來看,每年都在增長。與制備工藝密切相關(guān),例如金屬件打印,不同的光斑方向,打印結(jié)果完全不同。不認(rèn)為是挑戰(zhàn),更認(rèn)為是機遇,固液發(fā)動機雖然缺點也很突出,發(fā)展緩慢,技術(shù)水平遠(yuǎn)低于其兩兄弟(液體火箭和固體火箭),但優(yōu)點也非常突出,讓人們難以割舍。我們的創(chuàng)新點是摒棄了以往的不變應(yīng)萬變,而是以變化應(yīng)對變化,給固液發(fā)動機的發(fā)展帶來了新的啟發(fā)。

您下一步的研究計劃是什么?

深度挖掘在VPP上發(fā)表的工作,這兩年打算有1-2個博士生專攻此方向。

作為一位資深學(xué)者,您可否與相關(guān)領(lǐng)域的廣大科研人員分享一下您在發(fā)表學(xué)術(shù)論文方面的經(jīng)驗?

始于創(chuàng)新,成于實干。一個創(chuàng)新的想法必然會有全新的結(jié)果,這已經(jīng)成功了一半。一個邏輯清晰的架構(gòu),圖表清晰,寫作認(rèn)真,顏值正義。一篇好文章水到渠成。

您認(rèn)為在論文發(fā)表的過程中同行評議扮演了什么樣的角色?同行評審員如何能在這一過程中受益?

非常有意義,總是有新的收獲。它山之石可以攻玉。不同的邏輯思維,不同的見解,碰撞出新的火花。

審閱就是學(xué)習(xí)的過程,雖然要花一些時間,但還是非常樂于接受審稿工作,特別是VPP這種頂刊,一方面是對我能力的認(rèn)可,另一方面也是開闊自己的視野。

關(guān)于Virtual and Physical Prototyping

Virtual and Physical Prototyping(簡稱VPP)是Taylor & Francis Group旗下專注制造工程領(lǐng)域?qū)W術(shù)研究內(nèi)容的期刊,內(nèi)容主要涵蓋增材制造設(shè)計 、4D打印、功能性3D打印及混合制造等。VPP在2019年被SCI收錄,目前已成為制造工程領(lǐng)域頂級高質(zhì)量國際期刊。

期刊主編是新加坡科技設(shè)計大學(xué)Engineering Product Development (EPD) 中心主任CHUA Chee Kai 蔡志楷教授。編委團(tuán)隊中國成員有:帥詞俊教授(副主編),顧東東教授(編委),賀健康教授(編委),王立強研究員(編委)。


(責(zé)任編輯:admin)

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