完全由AI設計的3D打印火箭推進器點火成功

南極熊導讀：人工智能在工業(yè)領域的應用不僅提高了效率，還拓展了我們對復雜問題的理解,。從醫(yī)藥制造到航空航天,，人工智能的發(fā)展為工程師和科學家們提供了更多工具和資源,，以解決以往被認為難以解決的難題,。

2024年6月18日，南極熊獲悉,，迪拜的人工智能技術開發(fā)商LEAP 71成功對AI設計的火箭推進器5 kN Kerolox進行了首次點火測試,。。

得的注意的是,，此次的設計過程完全依靠LEAP71公司的Noyron RP大型AI模型自主生成,，而非使用任何CAD軟件，并在LEAP 71的開源幾何引擎PicoGK上進行輸出,。另外,，該發(fā)動機使用煤油和低溫液氧(LOX)作為推進劑。它通過圍繞燃燒室外部的冷卻通道進行再生冷卻,。燃料和氧化劑使用帶有同軸旋流器元件的噴射頭進行混合,。

△LEAP71的聯(lián)合創(chuàng)始人：航空航天工程師Josefine Lissner和Lin Kayser

無人化設計和制造在時間上的優(yōu)勢

這標志著人類第一次在沒有任何人工干預的情況下,，完全自動生成了一個能正常工作的火箭推進器。從最終確定推進劑類型和其它基本規(guī)格到制造完成,，時間跨度不到兩周,。在普通計算機上生成新的設計變體只需不到15分鐘。推進器的原型是由在金屬3D打印公司AMCM使用改進型EOS M400金屬打印機用銅打印出來的,。銅的熔點較低,，但如果采用主動冷卻方式，就能制造出結構緊湊的高性能發(fā)動機,。如果冷卻失敗,，銅會立即熔化。

該發(fā)動機采用圍繞發(fā)動機護套旋轉的細冷卻通道,，橫截面從0.8毫米到1.2毫米不等,。煤油被壓入通道，用以冷卻發(fā)動機并防止其熔化,。隨后,，兩種推進劑被注入燃燒室。由于主動冷卻的應用,，發(fā)動機內(nèi)部燃燒溫度約為3000oC,，而表面溫度遠低于200oC。

推進劑通過一個同軸漩渦噴射頭注入發(fā)動機,，這被認為是最先進的技術之一,。通過燃燒室壁附近的小孔注入煤油燃料,，可在燃燒室內(nèi)提供額外的薄膜冷卻,。大量的熱量和壓力數(shù)據(jù)通過測量端口反饋到Noyron計算模型中。

△唯一的人工干預是將完成的發(fā)動機組裝進測試系統(tǒng)

由AI設計的火箭發(fā)動機性能如何

LEAP71聯(lián)合創(chuàng)始人Lin Kayser表示：“我們對結果非常滿意,。發(fā)動機第一次運行就完美無瑕,，包括一次長時間運行，驗證了穩(wěn)態(tài),。燃燒時間僅受可用燃料量的限制,，持續(xù)了12秒。英國Airborne Engineering的團隊出色地完成了測試任務,�,！�

熱火試驗于2024年6月14日星期五在英國韋斯科特Airborne Engineering的試驗場進行。發(fā)動機在最初的3.5秒內(nèi)進行了熱點火,，使用的氧化劑燃料比為1.8,，低于標稱的2.3。由于使用了較少的氧化劑,，發(fā)動機的燃燒溫度略低,。在確認發(fā)動機性能正常且所有溫度都在預期范圍內(nèi)后,，該發(fā)動機在2.3的氧化劑與燃料比的條件下進行了長達12秒的全功率燃燒測試。

也就是說,，發(fā)動機的性能符合預期,，已經(jīng)達到穩(wěn)定狀態(tài)，這意味著它能夠長時間穩(wěn)定運行,，僅受試驗場燃料供應時間的限制,。

第二天，在Sheffield大學進行了發(fā)動機拆卸,，并進行了仔細檢查,，確認未發(fā)現(xiàn)任何損壞。推進器將留在英國進行進一步測試,。初步數(shù)據(jù)分析顯示,，冷卻通道的壓降（阻力）高于預期模型，主要是由于3D打印表面粗糙度引起的,。LEAP 71將對現(xiàn)有發(fā)動機進行后續(xù)光滑處理,，并調(diào)整Noyron以優(yōu)化未來發(fā)動機的冷卻通道幾何形狀和性能輸出。

△由AI自主開發(fā)的火箭推進器一些細節(jié)

AI為火箭制造開辟新的可能性

LEAP 71是一家由航空工程師Josefine Lissner和Lin Kayser創(chuàng)立的公司,，其使命是通過計算工程推動工程進步,。Noyron是一種先進的大型計算工程模型，基于提煉的工程知識,、物理學和制造知識,。它允許在無需人工干預的情況下，根據(jù)高級需求自主創(chuàng)建復雜的機械設備,。Noyron生成可制造的幾何形狀,，預測物體的性能，并輸出生產(chǎn)步驟的程序以及技術文檔,。

這些豐富的數(shù)據(jù)將反饋給Noyron,，使公司能夠繼續(xù)訓練和調(diào)整人工智能模型。LEAP 71表示,，它們將在未來幾天發(fā)布更多信息,。