Новый этап развития ракетных технологий и аддитивного производства
На выставке TCT Asia 2026, которая пройдёт с 17 по 19 марта в Шанхае, компания LEAP 71 совместно с производителем промышленного оборудования для металлической 3D-печати HBD представит один из самых амбициозных проектов в области аддитивного производства для аэрокосмической отрасли — крупнейший в мире аэроспайковый ракетный двигатель, изготовленный методом 3D-печати.
Разработка получила обозначение XRA-2E5 и предназначена для использования в верхних ступенях перспективных многоразовых ракет-носителей. Установка способна развивать тягу около 20 тонн (200 кН) и имеет высоту около одного метра, что делает её крупнейшим аэроспайковым двигателем, произведённым аддитивными технологиями.
Крупнейший 3D-печатный аэроспайковый двигатель
Аэроспайковая архитектура считается одной из самых перспективных для космической техники. В отличие от классических ракетных двигателей с колоколоподобным соплом, аэроспайковый двигатель использует центральный конус-«шип», вокруг которого происходит расширение газов.
Такая схема обеспечивает более высокую эффективность работы в широком диапазоне высот — от уровня моря до вакуума, что особенно важно для многоразовых ракетных систем нового поколения.
Несмотря на значительные преимущества, аэроспайковые двигатели исторически считались крайне сложными в проектировании и производстве из-за их сложной геометрии и высоких тепловых нагрузок. Именно поэтому аддитивное производство стало ключевой технологией, позволившей реализовать подобную конструкцию.
Инженерия без человека: роль вычислительной модели Noyron
Разработка двигателя XRA-2E5 была выполнена с использованием Noyron — вычислительной инженерной платформы LEAP 71.
Этот инструмент относится к классу Large Computational Engineering Models и способен самостоятельно генерировать функциональные инженерные конструкции на основе:
- физических законов,
- инженерной логики,
- ограничений производства.
Фактически система создаёт полностью работоспособный дизайн без прямого участия инженеров-конструкторов.
С помощью Noyron уже были разработаны два предыдущих аэроспайковых двигателя, которые прошли огневые испытания в течение последних полутора лет. Новый XRA-2E5 стал следующим шагом в масштабировании технологии. Ранее инженеры из компании LEAP71 успешно протестировали ракетный двигатель, созданный с помощью ИИ.
Монолитная печать двигателя
Изготовление двигателя осуществлялось на промышленной установке HBD 800 — крупноформатной системе металлической 3D-печати с десятью лазерами.
Основные характеристики печати:
- объём построения: 830 × 830 × 1250 мм;
- материал: Inconel 718 — жаропрочный никелевый суперсплав;
- время печати: около 289 часов непрерывной работы.
Особенность проекта заключается в том, что двигатель был напечатан как единая монолитная деталь, что позволило отказаться от сложной сборки из десятков элементов и повысить надёжность конструкции.
Использование аддитивного производства позволило реализовать сложные внутренние каналы охлаждения и геометрию, которую практически невозможно получить традиционными методами.
Система охлаждения и конструкция двигателя
Внутренняя архитектура двигателя XRA-2E5 включает:
- тороидальную камеру сгорания,
- центральный аэроспайк,
- систему регенеративного охлаждения.
Для отвода тепла используется двухконтурная схема:
- внешняя камера охлаждается криогенным метаном,
- центральный шип охлаждается жидким кислородом.
Такая конструкция позволяет эффективно управлять тепловыми нагрузками, возникающими при работе двигателя.
Почему аэроспайковые двигатели так важны
Аэроспайковая архитектура считается «святым Граалем» ракетной тяги.
Её ключевые преимущества:
- высокая эффективность на всех высотах;
- стабильная тяга от атмосферы до вакуума;
- возможность глубокой регулировки мощности;
- идеальная совместимость с полностью многоразовыми ракетами.
В будущих системах космических запусков предполагается возвращение не только первой ступени, но и верхней. Для этого необходимы двигатели, способные одинаково эффективно работать в атмосфере и космосе.
Проверка возможностей современной 3D-печати
Проект стал серьёзным испытанием для технологий металлического аддитивного производства.
По словам представителей HBD, ещё год назад изготовление такого двигателя в подобных масштабах считалось практически невозможным.
Сложная геометрия аэроспайка включает:
- тонкие стенки,
- сложные внутренние каналы,
- большие нависающие поверхности.
Тем не менее двигатель удалось успешно напечатать с первой попытки, что подтверждает высокую стабильность и точность современных крупноформатных систем 3D-печати.
Будущее проекта: многоразовые космические системы
Двигатель XRA-2E5 является частью более масштабной программы разработки космических двигателей LEAP 71.
Проект реализуется в рамках сотрудничества с Aspire Space и направлен на создание двигателей для полностью многоразового космического корабля Oryx.
Развитие подобных технологий может значительно снизить стоимость запусков и ускорить развитие космической индустрии.
Значение проекта для аддитивного производства
Создание крупнейшего аэроспайкового двигателя, изготовленного методом 3D-печати, демонстрирует, насколько далеко продвинулись технологии аддитивного производства.
Проект объединяет сразу несколько ключевых технологических направлений:
- вычислительную инженерную генерацию конструкций;
- крупноформатную металлическую 3D-печать;
- сложные системы охлаждения;
- производство монолитных аэрокосмических компонентов.
Такие разработки показывают, что аддитивные технологии постепенно переходят от экспериментальных проектов к производству критически важных компонентов космической техники.
TCT Asia 2026 станет одной из первых международных площадок, где этот двигатель будет представлен широкой аудитории инженеров, производителей и специалистов аддитивной индустрии. Выставка традиционно собирает ведущие компании отрасли и демонстрирует новейшие решения для промышленного применения 3D-печати.
