Aconity3D, производитель оборудования для 3D-печати, успешно разработал и протестировал криогенный ракетный двигатель Aerospike, полностью спроектированный с помощью искусственного интеллекта (ИИ) и напечатанный на 3D-принтере как единый монолитный компонент из высокоэффективного аэрокосмического медного сплава (CuCrZr). Примечательно, что двигатель прошёл испытания с первой попытки.
Двигатель был изготовлен с использованием системы AconityMIDI+ от Aconity3D, которая оптимизирована для LPBF и использует лазер IPG YLR 3000/1000 AM. Процесс удаления порошка был выполнен немецким специалистом Solukon, а Институт лазерных технологий им. Фраунгофера (ILT) провел критическую термообработку. Подготовку и экспертную поддержку во время тестирования обеспечила британская команда Race 2 Space Team Университета Шеффилда.
Криогенный воздушно-реактивный ракетный двигатель. Изображение предоставлено Aconity3D.
LEAP 71 и инженерное проектирование на основе ИИ
Aconity3D отмечает, что свою роль в прогрессе сыграло изменение методологии проектирования. Двигатель был полностью разработан с помощью Noyron — крупномасштабной вычислительной инженерной модели искусственного интеллекта, разработанной инженерной компанией из Дубая LEAP 71. В отличие от традиционных процессов проектирования, управляемых человеком, Noyron самостоятельно сгенерировал конструкцию ракетного двигателя Kerolox с аэродинамическим соплом мощностью 5 кН всего за несколько минут.
Подход LEAP 71 способствует развитию инженерии за счёт преобразования физических, геометрических и эксплуатационных ограничений в исполняемые алгоритмы, что позволяет искусственному интеллекту исследовать варианты проектирования, выходящие за рамки традиционной человеческой интуиции. Это нововведение выводит ИИ за рамки инструмента и позволяет ему действовать самостоятельно, как инженеру, создавая готовую к производству геометрию оборудования без ручного вмешательства.
Компания Aconity3D отметила, что воздушно-реактивные двигатели представляют собой сложную инженерную задачу из-за своей нетрадиционной «вывернутой наизнанку» конструкции. Такая конструкция обеспечивает более высокую эффективность на разных высотах за счёт отсутствия необходимости в больших вакуумных соплах, но при этом возникают сложности с производством и охлаждением — проблемы, которые исторически ограничивали их применение.
Демонстрация аддитивного производства
Двигатель, напечатанный на 3D-принтере, имеет внутреннюю сеть каналов регенеративного охлаждения, предназначенных для циркуляции жидкого кислорода (LOX) и керосина, что помогает регулировать температуру в камере сгорания. В этой системе нагретый керосин смешивается с газообразным кислородом и воспламеняется, создавая тягу.
«Изготовление такого элемента из CuCrZr в виде цельной монолитной детали с учётом внутренних потоков и тепловых нагрузок демонстрирует возможности передовых систем аддитивного производства Aconity3D и готовность проектов, созданных с помощью искусственного интеллекта, к использованию в реальных условиях», — заявили в компании.
После успешного испытания двигателя мощностью 5 кН разработка теперь сосредоточена на версии мощностью 20 кН, работающей на метане и жидком кислороде. Несмотря на то, что работа находится на ранней стадии, она указывает на потенциальный путь к созданию более эффективных ракетных двигателей за счёт интеграции проектирования с использованием искусственного интеллекта и передовых технологий аддитивного производства.
Подробнее о компании LEAO71 мы уже писали тут.
