Показывая, насколько далеко продвинулась инженерия ИИ, новый двигатель для аэроспайка, работающий на кислороде и керосине и способный развивать тягу 1100 фунтов (5000 Н), успешно прошел горячий запуск в течение 11 секунд. Он был спроектирован от начала до конца с использованием передовой большой вычислительной инженерной модели.
Проектирование и разработка современных аэрокосмических двигателей, как правило, является сложным делом, требующим многих лет моделирования, тестирования, пересмотра, прототипирования, промывки и повторения. Благодаря своей способности различать шаблоны, проводить сложный анализ, создавать виртуальные прототипы и запускать модели тысячи раз, инженерные ИИ изменяют аэрокосмическую промышленность некоторыми удивительными способами — при условии, конечно, что они правильно запрограммированы и обучены.
В противном случае это мусор на входе, мусор на выходе, что было золотым правилом компьютеров с тех пор, как они работали на радиолампах и электромеханических реле.
LEAP 71 Aerospike на этапе запускаLEAP 71
LEAP 71, базирующийся в Дубае, демонстрирует, на что способен современный инженерный ИИ, применяя его к проблеме одного из самых необычных проектов ракетных двигателей — Aerospike.
Обычные ракеты используют знакомый колокол для направления и расширения горячих газов, поступающих из двигателя после прохождения через сопло Вентури. Такая конструкция работает очень хорошо, но у нее есть один большой недостаток. Кривая колокола должна быть специально спроектирована для эффективной работы на определенной высоте, поэтому ракета, которая работает очень хорошо при взлете, будет работать хуже по мере подъема в атмосфере и снижения давления воздуха. Вот почему ракетные двигатели второй и третьей ступени отличаются от двигателей первой ступени.
В идеале инженерам нужен двигатель, который может автоматически подстраиваться под изменения давления воздуха. Аэроспайк делает это, формируя двигатель в виде шипа или пробки с кривой, похожей на внутреннюю часть ракетного колокола. Когда газы сгорания текут из двигателя по шипу, кривая действует как одна сторона колокола, а окружающий воздух — как внешняя кривая. По мере изменения давления воздуха меняется и форма виртуального колокола.
Аэроспайк LEAP 71LEAP 71
С 1950-х годов было разработано несколько двигателей с аэродинамическим шипом, и один из них уже был запущен в эксплуатацию, но предстоит еще долгий путь, прежде чем многообещающая идея превратится в практический космический двигатель.
Вклад LEAP 71 в эту работу заключается в применении к проблеме большой вычислительной инженерной модели Noyron. Это искусственный интеллект, запрограммированный и обученный экспертами в области аэрокосмической промышленности, который берет заданный набор входных параметров и использует их для создания конструкции, которая соответствует этим параметрам, путем выведения физических взаимодействий различных факторов, включая тепловое поведение и прогнозируемую производительность.
Затем результаты этого возвращаются в модель искусственного интеллекта для ее точной настройки, поскольку она представляет вычисленные параметры производительности, геометрию двигателя, параметры производственного процесса и другие детали.
Аэроспайк LEAP 71 был напечатан на 3D-принтереLEAP 71
По данным компании, Noyron смогла самостоятельно спроектировать новый аэроспайк примерно за три недели. Затем он был изготовлен в виде цельного блока меди с использованием технологии промышленной 3D-печати Selective Laser Melting перед тем, как перейти к этапу испытаний. 18 декабря 2024 года он успешно провел первый испытательный запуск, в ходе которого он подвергся воздействию газовых температур 3500 °C (6300 °F).
Учения были частью кампании «четыре двигателя за четыре дня» LEAP 71 в Airborne Engineering в Эйлсбери, Англия.
«Мы смогли расширить физику Noyron, чтобы справиться с уникальной сложностью этого типа двигателя», — сказала Жозефина Лисснер, генеральный директор и соучредитель LEAP71. «Шип охлаждается сложными охлаждающими каналами, заполненными криогенным кислородом, тогда как внешняя часть камеры охлаждается керосиновым топливом. Я очень воодушевлен результатами этого испытания, поскольку практически все в двигателе было новым и непроверенным. Это отличное подтверждение нашего подхода к вычислительному ИИ, основанного на физике».
