加拿大航天公司NordSpace获得加拿大国家研究委员会工业研究援助计划(NRC IRAP)最高33.5万美元资金支持,用于中型运载火箭发动机研发。项目聚焦大尺寸多材料金属增材制造技术,提升再生冷却火箭发动机的生产效率与一致性。NordSpace联合德国Fraunhofer ILT与SWMS,推动高速度激光沉积与AI优化制造路径应用,加快中型运载火箭商业化进程。
加拿大航天公司 NordSpace 已获得加拿大国家研究委员会工业研究援助计划(NRC IRAP)的咨询支持及最高33.5万美元的资金,用于支持一项中型运载火箭发动机研发项目。
据该航空航天公司介绍,该项目旨在推进大尺寸、多材料金属增材制造(AM)能力的发展,以用于生产大规模再生冷却火箭发动机。
为开展这一研发工作,NordSpace 与包括德国弗劳恩霍夫激光技术研究所(Fraunhofer ILT)以及 SWMS Systemtechnik Ingenieurgesellschaft mbH 在内的多家德国机构建立合作。Fraunhofer ILT 提供其 EHLA 高速激光沉积技术,而 SWMS 则提供 CAESA 软件,该软件通过人工智能驱动的规划优化制造刀具路径。
NordSpace 首席执行官兼创始人 Rahul Goel 表示:“加拿大对响应迅速且具成本效益的中型运载航天发射需求不断增长,这需要持续投资于颠覆性制造技术,以缩短研发周期、提升可靠性并降低生产成本。”

NordSpace 的 Tundra 便携式轨道运载火箭。图片来源:NordSpace。
为中型运载做发动机准备
在该计划下开发的发动机设计将进行热试车测试,作为资格认证活动的一部分,并为商业规模生产做好准备。该项目范围仅限于制造与发动机级别的开发,而不涉及整箭集成。
这一以制造为重点的方向反映了公司内部已在推进的工作。NordSpace 今年早些时候在安大略创新中心(OCI)的支持下成立了先进航空航天制造实验室,此前公司还曾获得加拿大航天局(CSA)资助开展另一项先进制造项目。该实验室此后被用于通过人工智能辅助设计方法以及内部测试,加速公司3D打印 Hadfield 发动机的开发。
这些发动机研发工作与 NordSpace 更广泛的运载火箭发展路线图并行推进。公司正在开发 Tundra 和 Tundra+ 轻型运载火箭,分别设计用于将 500 公斤和 1,100 公斤载荷送入近地轨道。这两个平台计划向未来的 Titan 中型运载火箭扩展,后者目标是在 2030 年代初期实现超过 5,000 公斤载荷的入轨能力。
正是在这一规模阶段,制造因素开始主导推进系统项目。随着运载火箭进入中型级别,推进系统项目日益受到制造与认证能力的限制,而非发动机设计成熟度的制约。更大型的再生冷却发动机会增加内部冷却通道密度和检测复杂性,提高工艺敏感性,并延长认证周期,即便底层发动机概念保持不变。
NordSpace 的该项目正是通过聚焦大型多材料发动机部件的构建速率、几何控制以及工艺规划,来应对这些生产与认证瓶颈。该工作不会改变运载火箭构型或认证要求,其影响仅限于中型级别发动机能否以足够的一致性进行生产与验证,以支持规模化发展。
贯穿发动机开发全过程的可制造性
在其他地区,液体推进技术的发展也显示出制造因素正被更早纳入开发周期。总部位于迪拜的工程公司 LEAP 71 通过热试车测试由计算模型直接生成的3D打印甲烷-液氧发动机,展示了这一趋势。该模型在满足性能要求的同时嵌入了生产约束条件。

通过消除设计与制造之间的界限,该项目展示了增材制造如何在规模扩大之前就管理几何与热复杂性所带来的挑战。
在开发后期阶段,类似的约束在规模化和测试过程中往往再次出现。2022 年,美国发射公司 Launcher 通过定制的大尺寸增材制造系统生产单件式铜合金燃烧室,推进其 E-2 液体火箭发动机项目。
当时的进展受到多轮热试车活动、打印硬件重复使用以及性能逐步提升的影响,凸显出随着尺寸和工作压力的增加,制造迭代往往决定了发动机开发的节奏。