3D打印LEAP 71火箭发动机完成首次热火试验，由AI在几分钟内完成设计

2025年8月2日，南极熊获悉，激光3D打印机制造商Aconity3D成功开发并测试了一款低温气塞式火箭发动机，并首次通过了热点火测试。发动机完全由人工智能(AI)设计，并使用高性能航空航天铜合金(CuCrZr)以单一整体式组件的形式3D打印而成。

LEAP 71发动机采用Aconity3D 的 AconityMIDI+ 系统制造，专门针对工业级激光粉末床熔合 (LPBF) 工艺进行了优化，并搭载了 IPG YLR 3000/1000 AM 激光器。清粉工艺由德国专家Solukon完成，关键的热处理则由弗劳恩霍夫激光技术研究所 (ILT)进行。英国谢菲尔德大学的 Race 2 太空团队负责测试前的准备和专家支持。

△低温气动尖峰火箭发动机。图片来自 Aconity3D。

LEAP 71 和人工智能驱动的工程设计

Aconity3D 指出，设计方法的转变在这一进步中发挥了重要作用。LEAP 71发动机完全基于Noyron的概念化完成设计，Noyron 是由总部位于迪拜的工程公司LEAP 71开发的大型计算工程 AI 模型。与传统的迭代和人工驱动的设计流程不同，Noyron 仅用几分钟就自主生成了 5 kN 的 Kerolox 气塞式火箭发动机设计。

LEAP 71 的方法通过将物理、几何和性能约束转化为可执行算法，推动了工程技术的进步，使 AI 能够探索超越传统人类直觉的设计方案。这项创新使 AI 不再仅仅作为工具，而是能够独立地充当工程师——无需人工干预即可创建可用于生产的硬件几何结构。

△低温气动尖峰火箭发动机。图片来自 Aconity3D。

Aconity3D 指出，由于气塞式发动机采用非常规的“由内而外”结构，因此带来了巨大的工程挑战。这种设计无需使用大型真空喷嘴，从而提高了不同高度的效率，但也带来了制造和冷却方面的复杂性——这些问题一直以来都限制了应用。

增材制造演示

LEAP 71 3D打印发动机集成了一个内部再生冷却通道网络，用于循环液氧 (LOX) 和煤油，从而帮助控制燃烧室内的热量。在通道中，加热的煤油与气态氧结合并点燃，从而产生推力。

Aconity3D公司表示：“用CuCrZr 制造这种几何形状的单个整体组件，同时考虑到内部流路和热负荷，展示了 Aconity3D 先进增材制造系统的功能以及 AI 生成的设计在实际应用中的准备情况。”

继 5 kN 发动机测试成功后，目前研发工作正转向以甲烷和液氧为燃料的 20 kN 版本。虽然仍处于早期阶段，但这项工作为将 AI 辅助设计与先进的增材制造技术相结合，为提高火箭推进效率提供了一条潜在的发展方向。

数字化工具加速航空航天发展

Aconity3D 和 LEAP 71的 AI 设计的增材制造火箭发动机体现了更广泛的航空航天趋势：利用先进的数字工具加速推进创新。

6月，专注于先进火箭推进的股权融资初创公司New Frontier Aerospace (NFA)成功完成了“雷神之锤”（Mjölnir）火箭发动机的一系列热点火测试。发动机采用增材制造技术生产，采用全流量分级燃烧循环，是液体火箭推进中最高效的设计之一。这使得“雷神之锤”非常适合可重复使用的发射系统、高超音速飞行器和轨道转移平台。

今年5月，美国导弹系统承包商CoAspire和人工智能驱动的3D制造解决方案提供商Divergent Technologies宣布，根据与美国空军签订的合同，成功设计、生产并进行了快速适应型廉价巡航导弹（RAACM）的飞行测试。该项目从概念到试飞进展迅速，在10周内完成了机身、机翼和尾翼的初始交付。随后进行了地面测试，并在14周内成功完成了满足所有技术和操作要求的飞行测试。