德国金属加工企业Aconity3D近日宣布,与多家顶尖科研及工业伙伴合作,成功制造并测试了一台采用AI全权设计的液氧煤油火箭发动机。该发动机的核心部件——气尖喷管,由高性能航空级铜铬锆合金(CuCrZr)通过3D打印技术一体成型,展现了增材制造与人工智能在航天推进领域的深度融合。
此次制造过程依托AconityMIDI+工业级激光粉末床熔融设备,配备了IPG YLR 3000/1000 AM高功率激光器,确保了复杂结构的成型精度。后续的去粉处理由Solukon完成,热处理则由德国弗劳恩霍夫激光技术研究所(ILT)负责。此外,谢菲尔德大学的Race 2 Space团队为发动机测试提供了关键的技术支持与准备。
本次项目的核心创新在于设计流程的颠覆。发动机完全由LEAP 71开发的超大规模计算工程模型Noyron生成。与传统依赖工程师反复迭代的设计模式不同,Noyron仅需数分钟便自主生成了5千牛推力的气尖喷管方案。该模型将物理定律、几何约束及性能指标转化为可执行代码,使AI能够探索超越人类直觉的设计空间。
气尖喷管因其独特的“倒置”结构,能在不同高度保持最佳效率,无需传统真空发动机那样沉重的喷管延伸段,但其复杂的内部流道与冷却设计曾长期是制造难题。此次打印的发动机内部集成了复杂的再生冷却通道网络,液氧与煤油在其中循环以控制燃烧室温度,预热的煤油随后与气态氧混合燃烧产生推力。这种在单件结构中实现复杂内部流道与热负荷管理的能力,验证了Aconity3D系统的先进性与AI生成设计的成熟度。
在成功完成5千牛推力测试后,团队已启动下一阶段研发,计划开发推力达20千牛、采用液氧甲烷的气尖喷管发动机。这一进展不仅为欧洲航天技术注入了新动力,也向中国航天从业者展示了AI辅助设计结合高精度3D打印在解决极端复杂工程问题上的巨大潜力,未来或将成为高端制造领域降本增效的关键路径。
