AI驱动的楔形火箭发动机成功完成热火试验
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LEAP 71是一家位于迪拜的公司,在AI驱动的航空航天工程方面取得了重要突破,开发出一种推动力为1100磅的楔形火箭发动机,该发动机以氧气和煤油为燃料。利用Noyron大型计算工程模型设计的这种创新发动机,其独特的尖峰状结构能够比传统发动机更好地适应不同的高度。值得注意的是,AI在短短三周内完成了这一复杂的设计,而通常这需要花费数年时间。该发动机使用3D打印技术制造,并于2024年12月18日在英格兰成功测试。它展示了在极端温度下使用先进的冷却系统的能力,该系统通过液氧和煤油通道进行冷却。在首席执行官约瑟芬·利斯纳的指导下,LEAP 71展示了AI在提高建模和原型制作效率方面的重要作用。这些创新表明未来AI将在航空航天发展中显著加速,通过分析复杂模式和详细模拟提供变革性能力。强调人工智能工程的进步,一种新的使用氧气和煤油燃烧的环形喷管发动机成功进行了热试车,产生了1, 100磅(5, 000牛顿)的推力。该发动机完全通过先进的大型计算工程模型设计。 制造最前沿的航空航天发动机通常需要多年的复杂建模、测试和精炼。工程AI凭借识别模式、执行复杂分析、开发虚拟原型以及执行无数模型模拟的能力,正在以意想不到的方式改变航空航天行业,但前提是它们得到了正确的编程和训练。 否则,就像老话说的“输入垃圾,输出垃圾”,这是自电子管和机电继电器时代以来计算机领域的基本法则。 总部位于迪拜的LEAP 71通过使用现代工程AI解决一种较为不常见的火箭发动机设计——环形喷管,展示了这一AI的潜力。 传统火箭使用钟形喷嘴引导和扩展来自发动机文丘里喷嘴后的热气体。虽然有效,但这种设计有一个显著的缺点:每个钟形喷嘴都必须为特定高度专门设计,使得火箭在起飞时最佳表现,而在上升和气压降低时效率较低。这就是为什么不同火箭阶段的发动机不同。 理想情况下,工程师寻求一种能自动适应气压变化的发动机。环形喷管通过将发动机结构化成类似火箭钟形内曲线的尖峰或塞子来解决这一问题。当燃烧气体经过尖峰时,其曲线起到钟形的一侧作用,而周围的空气则形成另一侧。虚拟钟形随气压变化重新塑形。 自20世纪50年代以来,已经开发了几种环形喷管发动机,其中一种甚至实现了飞行,但将这一创新理念转化为可行的航天发动机仍是一项挑战。 LEAP 71应用其Noyron大型计算工程模型来解决这个问题。该AI由航空航天专家编程和训练,以将一组输入参数转化为可行设计,推断各因素之间的相互关系,如热行为和预期性能。 AI的输出经过重新评估,以改进其性能估计、发动机几何形状、制造规范和其他细节。 据LEAP 71称,Noyron在大约三周内自主设计了新的环形喷管。原型通过选择性激光熔化(一种工业3D打印形式)在单个铜块上创建,然后进行测试。2024年12月18日,该发动机通过了首次试车,承受了3, 500 °C(6, 300 °F)的燃气温度。 此项目是LEAP 71在英国艾尔斯伯里Airborne Engineering进行的“四天四台发动机”计划的一部分。 “我们扩展了Noyron的物理能力,以适应这款发动机的独特复杂性,”LEAP 71的首席执行官兼联合创始人Josefine Lissner表示。“尖峰由充满低温氧气的复杂通道冷却,而燃烧室外部则使用煤油燃料进行冷却。对于这次测试的结果,我感到非常鼓舞,因为几乎每个发动机方面都是创新且未经证明的。这是对我们基于物理的计算AI方法的有力支持。”
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