這臺發動機從設計到成型,沒有工程師畫過一張圖。
設計由軟件完成,制造由3D打印機器完成。
LEAP71的計算系統Noyron輸入物理約束,自動推導出全部幾何結構;
漢邦(HBD)的十激光大幅面金屬打印機,把它作為一個完整零件打印出來。
aerospike構型是一種燃燒室做成環形、中間立錐形棘突的發動機,氣流沿棘突外側膨脹,從海平面到真空全程高效,很難實現的工程方案。
現在它站在那里了。
傳統火箭用鐘形噴嘴,針對某個特定高度優化。
海平面效率不錯,高空大氣稀薄,膨脹比變了,效率就掉下來。
大多數火箭只能折中取值,將就著用。
aerospike(氣動塞式)燃燒室做成環形,中間立棘突,大氣壓力自動整形氣流,全高度范圍內保持效率。
理論上,這是更好的方案。
但內部結構極度復雜。
冷卻通道要繞整個環形燃燒室走,棘突熱負荷最集中,還要單獨用液氧冷卻。傳統加工沒有能力處理這個復雜度,幾十年停在論文里。
一直卡住它的,是制造限制。
LEAP71的Noyron算法是大型計算工程模型,輸入物理條件和制造邊界,系統自己推導出完整設計。
推力200kN、燃料液態甲烷、氧化劑液氧、需要再生冷卻、適配可復用火箭上面級,告訴它條件,它給你結構,工程師不參與幾何決策。
這是第三臺這樣生成的發動機,前兩臺20kN級別的已經在過去15個月里完成了熱試車。這次推力放大10倍。
制造端,漢邦拿出了十激光大幅面打印機,成型空間830×830×1250毫米,材料718,航天推進常用的高溫鎳基合金。
整臺發動機單件打印,無焊縫,無拼接。外側環形燃燒室由低溫甲烷冷卻,棘突內部走液氧冷卻通道,兩路分工,全部集成在一個打印件里。
這臺發動機將在上海TCT Asia展出,背后的商業航天合作方是澳大利亞的Aspire Space,目標是大型可復用運載火箭的上面級。
完全可復用火箭是下一個商業航天戰場,兩級都要回收,都要重新點火,推進系統必須在大氣內外全程高效。
XRA-2E5目前的定位是制造驗證里程碑,熱試車資格認證還在路上。
aerospike在大推力級別從未飛過。
燃燒穩定性、極端工況下的冷卻表現、深度節流能力,都是等待驗證的問題。
制造成功是一道門,點火是另一道門,飛起來是第三道門。
當AI軟件能在沒有人參與的情況下設計出航天發動機,工程經驗這四個字的含義正在改變。
它不再只存在于人的大腦里,它開始可以被編碼、被調用、被無限復制。
引用圖片自Leap71&HBD及報道自TCTGroup
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