瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）的学生们近日在航空动力领域取得一项引人注目的突破。由该校“Aris瑞士学生航天倡议”组织下的“飞马座”（Pegasus）团队，成功在地面测试中点燃了一台旋转爆震火箭发动机（RDRE），其燃烧室与喷注器均采用金属3D打印技术制造。测试在迪本多夫机场进行，第二次点火尝试即产生了三个确认的爆震波。

据悉，该发动机的六边形燃烧室大小约为一个餐盘，采用铜材料打印完成；团队同时打印了多个迭代版本的喷注器原型。飞马座团队表示，此次成功使Aris成为全球首个点燃液体燃料旋转爆震发动机的学生团队。此前，这类发动机仅在十余个国家的研究机构中进行过测试。

金属3D打印加速喷注器迭代

喷注器由机械工程三年级学生马蒂亚·勒奥斯利（Mattia Röösli）开发，属于苏黎世联邦理工学院“焦点项目”课程的一部分。金属3D打印技术使团队能够快速从草图与计算过渡到实际硬件。

“你做的第一件事是画草图，然后团队讨论。其他人会指出你尚未考虑到的问题。然后你继续计算和修改草图。把大问题分解成小问题，直到它们变得可解，”勒奥斯利表示。“当第一个原型摆在桌上时，新的挑战又会显现出来。”

性能优势与材料挑战

旋转爆震发动机的预期效率比使用相同燃料量的传统燃烧发动机高出10%至20%。其爆震波在环形燃烧室内以每秒高达2万次的速度循环，由此产生的压力与温度对材料提出了极为严苛的要求。而3D打印铜凭借其能够实现传统制造工艺无法完成的几何复杂性，恰好能应对这一挑战。

目前，美国国家航空航天局（NASA）已在地面台架上测试过RDRE，波兰的一个研究所也测试过液体燃料版本，日本则在太空中成功点燃了此类发动机。

勒奥斯利认为，即使是在本科阶段，接触RDRE这一前沿研究领域也并非遥不可及。“你不需要拥有非凡的天赋，才能在两年学习后开发出一台火箭发动机。一步步来，互相帮助就行。”

业内观察人士指出，此次学生团队的成果再次印证了金属增材制造在快速原型迭代和复杂几何部件制造方面的独特优势，尤其适合航天推进领域对高性能、短周期的研发需求。随着更多高校和学生团队的参与，未来航天动力的创新门槛有望进一步降低。