迪拜计算工程企业LEAP 71正加速验证通过软件生成、构建并迭代复杂硬件的技术路径。该公司将其算法设计的火箭发动机从实验室样机推向工程化阶段,当前参考设计已覆盖毫牛级推力范畴,关键部件几何尺寸适配全球最大规格金属粉末床融合系统。其核心Noyron大型计算工程模型将物理定律、制造规则与领域知识直接编译至部件生成代码中。
"将计算模型转化为可测试的真实硬件仍是最大挑战,"LEAP 71联合创始人Lin Kayser坦言,"尤其在涡轮机械领域,密封性、材料疲劳及启停瞬态工况都至关重要。这不仅是设计问题,更需要实际测试、迭代优化与制造伙伴的紧密协作。"
从算法到试验台
LEAP 71将工程知识转译为可执行计算模型,进而生成可制造几何体与预期运行参数(压力、温度、流速),并通过测试数据持续校准。该流程将设计周期压缩至极致——从传统手工CAD建模转向计算模型的元层级优化。
"我们甚至没有安装CAD软件,"Kayser透露,"执行发动机设计算法仅需约五分钟即可获得可制造文件。从试验场返回途中,新发动机方案往往已在计算机中生成——我们只需导入新数据并调整参数即可开启下一轮测试。"
初期发动机验证了无人工干预设计的可行性,证明复杂冷却流道与喷射系统可全自动生成。在首轮成功测试后,相同计算"基因"衍生出几何结构迥异但核心原理一致的 aerospike 发动机。测试团队采用渐进策略:首次点火仅持续5秒以验证基础参数,随后逐步延长至稳定状态,最后进行深度节流(25%推力)与过载(130%推力)应力测试。
全尺寸打印实现路径
代码生成几何设计,增材制造则将其转化为金属实体。LEAP 71专注采用超大型粉末床融合系统制造整体构件,避免复杂装配流程。为XRB-2E6发动机设计的喷注器头部在尼康SLM Solutions NXG平台上完成打印,直径达600毫米;与之匹配的钟形喷管建造高度约1.6米,尺寸对标SpaceX同级产品。
"我们已常规使用全球最大金属粉末床打印机,"Kayser表示,"虽然目前无法进行全尺寸测试,但制造工艺已通过验证——这意味着我们能从计算模型直接生产全尺寸发动机,这是将代码转化为可信硬件项目的关键突破。"
超越火箭的模型驱动商业逻辑
LEAP 71自定位为计算工程公司而非发动机企业,其商业模式是构建承载物理规律与生产规则的"基础模型",再为客户定制专业化模型。尽管火箭发动机占据舆论焦点,但Kayser透露公司90%商业项目涉足聚变反应堆组件、热交换器等非火箭领域。
该公司方法论强调将专家知识编码化,生成几何设计与性能预测,优选制造工艺并通过测试数据闭环优化。Kayser指出增材制造行业最大瓶颈并非设备材料,而是设计方法:"无人真正掌握面向增材制造的设计,人们一直在错误地使用传统工具。"LEAP 71的解决方案是将几何体视为模型副产品,而非需在CAD系统中反复绘制的 artifacts。
阿联酋战略布局的逻辑
LEAP 71选址迪拜兼具实用与理念考量:阿联酋正以完善基础设施吸引高端制造与航天企业,当地"务实建造"的文化氛围更与公司理念高度契合。Kayser特别指出,阿联酋为推进技术出口提供清晰合规路径,相较某些地区的严格限制更易开展国际协作。
这种开放性正吸引众多缺乏发动机自研能力的 Orbital 飞行器团队,包括由前苏联计划资深专家领衔的初创企业。Kayser预见到航天供应链重构趋势:"若观察航空等成熟领域,波音制造机身,罗尔斯·罗伊斯提供发动机,航空公司负责运营。发动机作为高度复杂的专业系统,理应成为独立业务板块。"LEAP 71未来可能分拆或孵化专注发动机实体制造的子公司。
测试牵引的务实发展节奏
尽管完全自筹资金(单次测试成本相当于中高端豪华轿车),公司始终坚持将资源集中于代码开发、材料创新与设备能力提升。其发展进程以制造与测试节点为锚点,而非市场宣传周期。
团队以务实态度定义里程碑:在大型金属打印系统上完成1.6米级钟形喷管是验证步骤而非荣誉勋章;制造600毫米喷注器头部是集成热试车的前提条件;近期重点聚焦燃气发生器等基础循环测试,为全流量分级燃烧技术升级夯实基础。随着每次测试推进,模型持续进化,硬件实体亦同步迭代——有时这种进化真正在一夜之间完成。
"参数调整创造全新设计,"Kayser在访谈中展示大型部件时强调,"这个构件对应两百万吨推力,而这仅仅是上部组件。"所有这些部件都不是手工绘制的变体,而是活代码库在可制造性等明确约束下导向不同成果的具体表达。
LEAP 71管理层对从展示品到实用产品的路径保持清醒认知:"首次测试绝不会完美,但目前我们测试的每台发动机都成功运行——这本身已非比寻常。"下一步关键验证将是在真实环境中实现持续、可重复的性能表现,继而完成节流曲线测试与系统集成。计算模型将持续生成候选方案,打印设备不断将其实体化,试验台则持续为代码进化提供学习样本——这正是计算工程时代硬件创新的核心范式。
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