导读：人工智能在工业领域的应用不仅提高了效率，还拓展了我们对复杂问题的理解。从医药制造到航空航天，人工智能的发展为工程师和科学家们提供了更多工具和资源，以解决以往被认为难以解决的难题。
近日，迪拜的人工智能技术开发商LEAP 71成功对AI设计的火箭推进器5 kN Kerolox进行了首次点火测试。
值得注意的是，此次的设计过程完全依靠LEAP71公司的Noyron RP大型AI模型自主生成，而非使用任何CAD软件，并在LEAP 71的开源几何引擎PicoGK上进行输出。另外，该发动机使用煤油和低温液氧(LOX)作为推进剂。它通过围绕燃烧室外部的冷却通道进行再生冷却。燃料和氧化剂使用带有同轴旋流器元件的喷射头进行混合。
△LEAP71的联合创始人：航空航天工程师Josefine Lissner和Lin Kayser
无人化设计和制造在时间上的优势
这标志着人类第一次在没有任何人工干预的情况下，完全自动生成了一个能正常工作的火箭推进器。从最终确定推进剂类型和其它基本规格到制造完成，时间跨度不到两周。在普通计算机上生成新的设计变体只需不到15分钟。推进器的原型是由在金属3D打印公司AMCM使用改进型EOS M400金属打印机用铜打印出来的。铜的熔点较低，但如果采用主动冷却方式，就能制造出结构紧凑的高性能发动机。如果冷却失败，铜会立即熔化。
该发动机采用围绕发动机护套旋转的细冷却通道，横截面从0.8毫米到1.2毫米不等。煤油被压入通道，用以冷却发动机并防止其熔化。随后，两种推进剂被注入燃烧室。由于主动冷却的应用，发动机内部燃烧温度约为3000oC，而表面温度远低于200oC。
推进剂通过一个同轴漩涡喷射头注入发动机，这被认为是最先进的技术之一。通过燃烧室壁附近的小孔注入煤油燃料，可在燃烧室内提供额外的薄膜冷却。大量的热量和压力数据通过测量端口反馈到Noyron计算模型中。
△唯一的人工干预是将完成的发动机组装进测试系统
由AI设计的火箭发动机性能如何
LEAP71联合创始人Lin Kayser表示：“我们对结果非常满意。发动机第一次运行就完美无瑕，包括一次长时间运行，验证了稳态。燃烧时间仅受可用燃料量的限制，持续了12秒。英国Airborne Engineering的团队出色地完成了测试任务。”
热火试验于2024年6月14日星期五在英国韦斯科特Airborne Engineering的试验场进行。发动机在最初的3.5秒内进行了热点火，使用的氧化剂燃料比为1.8，低于标称的2.3。由于使用了较少的氧化剂，发动机的燃烧温度略低。在确认发动机性能正常且所有温度都在预期范围内后，该发动机在2.3的氧化剂与燃料比的条件下进行了长达12秒的全功率燃烧测试。
也就是说，发动机的性能符合预期，已经达到稳定状态，这意味着它能够长时间稳定运行，仅受试验场燃料供应时间的限制。
第二天，在Sheffield大学进行了发动机拆卸，并进行了仔细检查，确认未发现任何损坏。推进器将留在英国进行进一步测试。初步数据分析显示，冷却通道的压降（阻力）高于预期模型，主要是由于3D打印表面粗糙度引起的。LEAP 71将对现有发动机进行后续光滑处理，并调整Noyron以优化未来发动机的冷却通道几何形状和性能输出。
△由AI自主开发的火箭推进器一些细节
AI为火箭制造开辟新的可能性
LEAP 71是一家由航空工程师Josefine Lissner和Lin Kayser创立的公司，其使命是通过计算工程推动工程进步。Noyron是一种先进的大型计算工程模型，基于提炼的工程知识、物理学和制造知识。它允许在无需人工干预的情况下，根据高级需求自主创建复杂的机械设备。Noyron生成可制造的几何形状，预测物体的性能，并输出生产步骤的程序以及技术文档。
这些丰富的数据将反馈给Noyron，使公司能够继续训练和调整人工智能模型。LEAP 71表示，它们将在未来几天发布更多信息。
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