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两年完成从概念到试车!AI+3D打印重构火箭发动机研发范式,全球突破与中国实践并行

发布时间:2026-01-12
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3D打印已成为航天发动机制造的核心支撑,而AI技术的融入正将这一领域推向“研发加速”的新高度。从2022年全球首款AI设计3D打印火箭发动机样件亮相,到2024年底完成首次热试车,再到2025年更高推力机型落地,仅用两年时间,AI+3D打印就实现了从概念到工程验证的关键跨越。这种融合技术不仅将研发周期从数年压缩至数周,更解锁了传统工艺难以实现的复杂结构设计,为商业航天竞争注入全新动能。本文结合全球标杆案例与国内落地实践,深度解析AI+3D打印重构火箭发动机研发的核心逻辑与行业影响。



导语、洞察航天动力技术革新趋势



3D打印已成为航天发动机制造的核心支撑,而AI技术的融入正将这一领域推向“研发加速”的新高度。从2022年全球首款AI设计3D打印火箭发动机样件亮相,到2024年底完成首次热试车,再到2025年更高推力机型落地,仅用两年时间,AI+3D打印就实现了从概念到工程验证的关键跨越。这种融合技术不仅将研发周期从数年压缩至数周,更解锁了传统工艺难以实现的复杂结构设计,为商业航天竞争注入全新动能。本文结合全球标杆案例与国内落地实践,深度解析AI+3D打印重构火箭发动机研发的核心逻辑与行业影响。




一、全球演进:从概念样件到热试车,两年完成三次关键突破


AI+3D打印在火箭发动机领域的应用,经历了“样件展示—首次试车—推力升级”的快速迭代,短短两年内完成了从技术概念到工程可行的核心跨越,每一步突破都刷新了行业对研发效率的认知。 

1. 2022年:行业首秀,AI设计3D打印发动机样件引发轰动 

2022年,全球增材制造巨头EOS突然公布两项重磅成果——两款通过“计算机算法+AI+3D打印”联合打造的气动塞式(Aerospike)火箭发动机样件。尽管仅为展示样件,未进入试车阶段,但这是航空航天领域与3D打印行业首次出现由AI自主创建的火箭发动机结构,一经发布便引发行业轰动。 

该款发动机极具技术突破性:

高度80厘米,集成了大长径比薄壁、蜂窝点阵及再生冷却流道等复杂结构,这些结构远超传统设计与制造能力范畴。为实现可靠成型,EOS分别采用M400-4和AMCM M4K两款高端3D打印设备,完成了IN718高温合金与铜合金版本的打印。EOS及合作方当时明确表示,将这种设计复杂性与规模化可靠打印能力相结合,将为航天动力领域开辟全新创新路径。 


2. 2024年底:首次试车,3周完成人类工程师数年工作量 

AI+3D打印火箭发动机的真正突破,来自LEAP 71团队的工程实践。2024年底,该团队率先将AI设计+3D打印制造的气动塞式火箭发动机搬上试车台,完成热试车验证——这一过程仅耗时3周,而传统模式下人类工程师完成同类研发需数年时间,研发效率提升超百倍。 

此次试车的发动机以液氧煤油为燃料,推力达5000N,核心依托LEAP 71自主研发的Noyron大型计算工程模型完成设计,再通过3D打印实现制造。这一成果不仅验证了AI设计的合理性,更证明了“AI设计+3D打印”全流程的工程可行性,为后续更高推力机型的研发奠定基础。 


3. 2025年底:推力升级,20kN液氧甲烷机型完成热点火 

2025年底,LEAP 71团队再次取得关键进展,成功设计并制造出推力20kN的气动塞式液氧甲烷火箭发动机,并顺利完成热点火测试。从5000N到20kN,推力实现4倍提升,且燃料类型拓展至更契合商业航天趋势的液氧甲烷,标志着AI+3D打印技术在火箭发动机领域的应用正在向“更高性能、更贴近量产”方向推进。 

值得注意的是,这款20kN推力发动机的研发周期同样仅用3周。LEAP 71也凭借这一系列成果,成为全球范围内“AI+3D打印开发火箭发动机”的标杆品牌,而其聚焦的气动塞式发动机,本身就被誉为航天领域的新一代引擎,具有效率高、适应范围广等核心优势。




二、技术内核:制造约束前置,AI与3D打印的协同逻辑



AI+3D打印之所以能实现研发效率的爆发式提升,核心在于两者构建了“设计-制造”一体化协同逻辑,打破了传统研发中“先设计、后制造”的割裂模式,从源头减少迭代成本、提升成功率。