15分钟生成工程文件，阿联酋人工智能自动生成3D打印火箭发动机首次试车

2024年6月14日，阿联酋初创公司LEAP 71的一款人工智能自动生成铜3D打印火箭上面级发动机在英国试车。这是阿联酋研发的首台液体火箭发动机，实现了人工智能工程行业里程碑。

发动机介绍

该发动机采用液氧煤油推进剂；较细的螺旋形再生冷却通道，横截面特征尺寸最小可达0.8~1.2mm，能够使发动机内部的燃烧温度约为3000°C时表面的温度保持在250°C以下。

该发动机采用同轴涡流喷注器，将一部分燃料引导通过燃烧室壁附近的小孔来实现额外的薄膜冷却。

本次试车的发动机，使用“孔雀”（PicoGK）开源几何内核，从参数设置到生成可3D打印的工程文件，仅需15分钟。3D打印工序本身，仅需不到2周时间。设计过程中未使用传统的二维或三维建模软件。而传统工程任务周期长达数月至数年。

所使用的大型计算人工智能模型由LEAP 71研发，名为“诺伊龙”（Noyron），这次的试车数据也将用于训练和改进模型。目标是无需人工干预，自动生成一系列不同推力/推进剂的发动机，因此每台发动机都可以定制。该模型很快将投入市场。该公司正在与美国、欧洲和亚洲的领先航空航天公司合作，将由此产生的火箭发动机商业化。

发动机3D打印实物由德国AMCM公司的EOS M290金属打印机制造，然后在谢菲尔德大学进行后处理并为试车做准备。LEAP 71公司不负责制造发动机，而是销售人工智能模型，促进航天器生产模式变革，降低成本、加快研制进度。

该发动机技术难点在于液氧煤油推进剂通常用于猎鹰9号梅林发动机等大型火箭发动机，但对于这样的小燃烧室来说却很不常见，因为比表面积较小的燃烧室很难冷却。

首次试车即成功

该发动机首次试车期间产生了5 kN推力和20000马力。发动机首先以1.8的低于标称2.3的混合比（氧化剂和燃料流量比）进行了3.5秒的点火试车。通过使用较少的氧化剂，发动机的燃烧温度略低。在确认发动机性能正常且所有温度都在预期范围内后，发动机在标称的2.3混合比下进行了完整的12秒长时间点火试车。发动机的表现符合预期，达到了稳态，这意味着它基本可以正常工作，燃烧时间仅受限于测试现场的燃料供应。

该发动机第二天在谢菲尔德大学拆解，经过仔细检查确认没有损坏。推进器将留在英国进行未来的测试。对数据的初步分析表明，冷却通道的压力降（即阻力）高于模型预测，这是由于3D打印的粗糙度造成的。LEAP 71将对现有发动机进行后期平滑处理，并修改Noyron以输出略有不同的冷却通道几何形状，以供未来的发动机使用。

合作可重复使用太空舱

LEAP 71公司与德国勘探公司（Exploration Company）建立了合作伙伴关系，勘探公司正在研制名为Nyx的可重复使用太空舱。

相关链接：德国勘探公司完成月球轨道货运飞船发动机原型机试车

参考文献

[1] LEAP 71 hot-fires 3D-printed liquid-fuel rocket engine designed through Noyron Computational Model | LEAP 71[EB/OL]. [2024-6-19]. https://leap71.com/2024/06/18/leap-71-hot-fires-3d-printed-liquid-fuel-rocket-engine-designed-through-noyron-computational-model/.

[2] Dubai company test fires 3D-printed space rocket engine[EB/OL]. [2024-6-19]. https://www.thenationalnews.com/future/space/2024/06/17/dubai-company-successfully-test-fires-3d-printed-space-rocket-engine/.

[3] 首次测试即成功！火箭发动机自动化设计和3D打印新模式证明可行！. 3D 打印技术参考.

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本文转载自“空天动力瞭望”，原标题《15分钟生成工程文件，阿联酋人工智能自动生成3D打印火箭发动机首次试车！》。

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