Искусственный интеллект и 3D-печать объединяются для создания двигателей будущего

Технологии

1. Noyron: вычислительная инженерная модель (Large Computational Engineering Model), лежащая в основе разработок LEAP71. Ее называют первым в мире ИИ, способным автономно создавать инженерные системы.

2. PicoGK: высокопроизводительное геометрическое ядро с открытым исходным кодом, на котором построена платформа Noyron. Обеспечивает точную и быструю генерацию сложных трехмерных форм, включая внутренние каналы охлаждения, топливопроводы и несущие структуры.

Также компания активно использует генеративный дизайн. Этот подход к проектированию подразумевает, что специалист вводит все необходимые данные, а программа (часто на базе ИИ) генерирует сотни и даже тысячи конструкций.

Преимущества подхода:

• радикальное снижение массы без потери прочности;
• объединение десятков и сотен деталей в единую цельную конструкцию;
• создание геометрий, недоступных для традиционных методов обработки.

Узнать про еще один инструмент для генерации самых максимально легких и прочных конструкций >>

Алгоритмы часто предлагают решения, которые невозможно изготовить традиционными методами. Зато для воплощения в жизнь сложной геометрии идеально подходит 3D-печать. LEAP71 использует печать металлом (SLM) на принтерах со сверхбольшими камерами построения.

Ключевые проекты

LEAP71 предлагает сверхбыстрое проектирование ракетных двигателей, которые затем печатаются на 3D-принтерах.

• Жидкостный ракетный двигатель на керосине и кислороде. Был спроектирован менее чем за две недели и успешно прошел испытания.
• Клиновоздушный двигатель. Сложнейший тип двигателя, спроектированный за несколько недель.
• Разработка массивных двигателей тягой до 200 кН и выше.
• Теплообменник для гиперзвуковых полетов высотой более 1,5 м.

Подробнее о некоторых проектах

Крупнейший в мире цельнолитой ракетный двигатель

Ракетный двигатель мощностью 200 кН и высотой более 1,3 м был разработан с использованием вычислительной инженерной модели Noyron и напечатан на 3D-принтере с использованием шести лазеров мощностью 500 Вт каждый. Печать длилась непрерывно 354 часа.

Традиционно ракетные двигатели состоят из множества деталей, каждая из которых должна быть собрана, герметизирована и проверена на качество. В отличие от них двигатель от LEAP71 представляет собой цельную деталь, объединяющую все компоненты, включая камеру сгорания, сопло, каналы охлаждения, коллекторы и т.д.

Гигантская рабочая камера принтера объемом 650 x 650 x 1600 мм позволила напечатать устройство как цельную конструкцию. Высота слоя 60 мкм была выбрана для минимизации шероховатости стенок канала и снижения потерь давления из-за трения.

Инжекторная головка

Эта деталь является важнейшим элементом ракетного двигателя LEAP71 XRB-2E6, работающего на метане и жидком кислороде. Диаметр 600 мм делает этот объект одной из самых больших и сложных деталей космического аппарата, когда-либо созданных с помощью 3D-печати.

Компания SLM Solutions напечатала деталь из никелевого сплава IN718 аэрокосмического класса, используя одну из крупнейших в мире 12-лазерных систем. Печать заняла рекордно короткие четыре дня.

Гиперзвуковой предварительный охладитель

LEAP 71 и производитель 3D-оборудования Farsoon Technologies разработали концепцию крупномасштабного гиперзвукового предварительного охладителя — ключевого элемента для ракет-носителей с воздушно-реактивными двигателями.

Деталь высотой 1,5 м была смоделирована с помощью системы на основе искусственного интеллекта и напечатана металлическим порошком на 3D-принтере FS811M-U-8 компании Farsoon.