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LEAP 71与HBD发布200kN 3D打印气动锥火箭发动机,亮相TCT Asia 2026

LEAP 71与HBD在TCT Asia 2026展示一款200kN推力的3D打印气动锥火箭发动机XRA-2E5,采用Inconel 718材料,通过大型激光粉末床熔融(LPBF)技术一体成型制造。该发动机基于Noyron计算工程模型设计,集成复杂内冷却通道与再生冷却系统,使用液氧与液态甲烷推进剂,适用于可重复使用运载火箭上面级。该成果展示了金属增材制造与计算设计在航天推进领域的应用潜力。

总部位于迪拜的计算工程公司 LEAP 71 与上海金属增材制造系统制造商 HBD 联合制造出一款推力达200千牛的3D打印气动锥火箭发动机。这台高约一米的发动机在 TCT Asia 2026 上于上海展出,两家公司将该部件作为大尺寸金属增材制造在航天推进领域应用的示范成果进行展示。

该发动机被命名为XRA-2E5,由LEAP 71的Noyron计算工程模型设计,并由HBD使用其HBD 800激光粉末床熔融系统制造。两家公司表示,该发动机采用Inconel 718材料,在连续289小时的构建过程中以整体单体结构一次性打印完成。


大尺寸LPBF技术用于制造整体式火箭发动机

HBD表示,用于此次构建的HBD 800金属3D打印机配备十激光器配置,成形尺寸为830 × 830 × 1250毫米,使其能够在单次构建中生产大型航天部件。两家公司指出,该气动锥发动机的几何结构包含内部通道和浅悬垂结构,旨在测试大尺寸LPBF制造能力的极限。

该发动机采用低温甲烷与液氧推进剂系统,并集成再生冷却结构,其中甲烷在外部燃烧室中循环,液氧用于冷却中央气动锥。该设计遵循气动锥结构,与传统钟形喷管发动机不同,能够在更广泛的大气条件范围内保持效率。

LEAP 71首席执行官 Josefine Lissner 表示,该项目旨在展示计算设计与增材制造的结合如何实现传统制造方法难以实现的推进系统几何结构。HBD市场总监 Kevin Chen 表示,该构建在首次尝试中即告完成,公司认为这验证了其大尺寸LPBF平台的稳定性。

用于推进系统开发项目的计算工程模型

该发动机由Noyron生成,这是一种基于物理规律和制造约束自动生成功能性机械设计的计算工程模型。XRA-2E5是在此前使用同一系统开发的两款较小气动锥发动机基础上的进一步发展。

两家公司表示,这款200千牛级发动机旨在用于可重复使用运载火箭的上面级推进系统,并属于与 Aspire Space 合作开展的Oryx航天器项目推进系统开发计划的一部分。


LEAP 71推进计划向可重复使用发射系统扩展

该气动锥发动机建立在LEAP 71持续推进的推进系统开发工作之上,该工作重点在于利用计算工程与金属增材制造制造规模不断扩大的火箭发动机。在早期测试中,公司已展示了使用Noyron设计系统生成的20千牛级甲烷-液氧发动机,这些成果属于更广泛的努力,即通过实际制造和热试验验证自动生成的推进硬件。

后续工作将该计划扩展至更大规模的推进系统,LEAP 71此前已提出开发兆牛级推力发动机的计划,目标应用于重型运载及可重复使用发射系统。这些项目构成了一项长期战略的一部分,即将计算设计与增材制造相结合,以制造采用传统方法难以加工的复杂发动机。

该推进研究与Aspire Space正在开发的Oryx航天器项目相关,该项目旨在构建一种能够在广泛飞行条件下高效运行的可重复使用发射系统。此类飞行器需要能够从海平面到真空环境保持性能的推进系统,这也是气动锥结构尽管制造复杂,仍持续受到关注的原因之一。