近期，中国航天科技集团有限公司六院11所新型号研制取得重大突破的喜讯纷至沓来，该所“数字、仿真、创新、融合”多管齐下创建的液体动力研制新模式初见成效。

构建数字模型 协同研制能力提升

今年上半年，作为六院主动力研制目标“八年九机”之一的我国新一代运载火箭主用全数字化液氧煤油发动机首台燃气发生器—涡轮泵联试取得圆满成功，为发动机加快推进整机试车及后续研制进程奠定了坚实基础。

从该发动机正式立项研制开始，仅仅3年多的时间，11所科研团队就完成了发动机总体、燃气发生器、涡轮泵、流量调节器等关键组件的技术验证。

进度之所以可以大幅缩短，团队间的协同合作起到了至关重要的作用。近年来，11所科研团队聚焦发动机数字化研发，构建数字模型，提升协同研制能力。基于协同设计平台，团队实现了设计与生产之间三维模型、三单文件的共享和传递、设计与试验单位数字任务书的共享与传递，保障了关深技术方案与产品的快速迭代。

“我们基于自己研发的TC+NX协同设计平台，首次实现厂所三维设计、工艺、生产的数据交互和模型传递全贯通，消除了信息孤岛问题。”该型发动机总师杨亚龙说。

数字仿真迭代 设计验证效益提升

在该型发动机研制之初，总体室和专业室建立了结构强度、系统动力学、流动与传热仿真技术小组，与设计仿真中心“背靠背”开展了全过程、全工况、全专业领域的仿真迭代，充分模拟发动机工作过程，实现发动机方案快速迭代和快速研制。

研制过程中，他们将仿真工作纳入研制流程，将仿真分析报告和仿真模型按照编、校、审批进行管理，通过试验数据进一步修正校核仿真模型，固化仿真成果，并建立了仿真评估标准。通过该型发动机的研制，11所已经构建起全方位的仿真指导设计研制模式。

“应仿尽仿、能仿尽仿，让设计全面支撑型号研制，通过仿真预演示，将试验风险前置，通过提前采取措施，降低试验风险，真正实现‘数字世界多次迭代，物理世界一次成功’。”11所高压补燃发动机副主任设计师王鹏武说。

创新设计赋能 产品迭代速度提升

面对新研型号技术指标要求高、产品生产资源保障能力不足的挑战与现状，11所研制团队充分发挥增材制造的技术优势，探索采用以“拓扑优化”为代表的面向增材制造体系的创新设计技术。

经过不懈努力，11所终于形成了基于拓扑优化的轻质化设计、结构与功能一体化设计、复杂组件集成设计等液体火箭发动机创新设计体系，实现了发动机设计推质比提升，达到世界领先水平。

目前，新一代运载火箭主用全数字化液氧煤油发动机整机已采用3D打印制造的组件总重量超过发动机总重量的25%。

同时，某型空间泵压式补燃循环发动机近10个零部组件也均采用3D打印制造，重量占比约38%。

除此之外，11所积极开展产学研策划，借助专业研究机构力量，采用新型先进测试技术，实现了对发动机结构运行特性和损伤特性的监测，可在一次试验中获取更充分的信息，为后续产品方案优化、仿真改进等提供直接数据支持。（梅小娟）