计算工程公司 LEAP 71成功热启动了有史以来最先进的火箭发动机之一——Aerospike,推力为 5,000 牛顿(1,100 磅力),由低温液氧和煤油驱动。该发动机由该公司最新一代的大型计算工程模型 Noyron 自主生成。
此次成功让 LEAP 71 跻身于一批精英团队之列,这些团队已经掌握了独特的 Aerospike 发动机设计挑战。通过利用 Noyron 的计算 AI 功能,推进器在几周内就开发出来了,通过工业 3D 打印制成了一块整体铜片,并进行了测试——它在第一次尝试时就成功了。
气动尖峰式喷管更紧凑,在各种气压下(包括太空真空)的效率也更高。它们摒弃了传统的钟形喷嘴,将一个尖峰式喷管放置在环形燃烧室的中心。由于尖峰式喷管周围环绕着 3,500ºC 的热废气,因此冷却它是一项巨大的挑战。
“我们能够扩展 Noyron 的物理学来处理这种发动机类型的独特复杂性。尖头由充满低温氧气的复杂冷却通道冷却,而腔室外部则由煤油燃料冷却。我对这次测试的结果感觉到很鼓舞,因为发动机上的几乎所有东西都是新颖的和未经测试的。这是对我们以物理为驱动的计算 AI 方法的极大验证,”LEAP 71 首席执行官兼联合创始人 Josefine Lissner 说道。
“尽管 Aerospikes 有着非常明显的优势,但目前它并未用于太空探索。我们大家都希望改变这种现状。Noyron 使我们快速缩短了测试后重新设计和迭代所需的时间,并使我们也可以快速找到最佳设计,”LEAP 71 联合发起人 Lin Kayser 说道。
Aerospike 由工业合作伙伴 Aconity3D使用激光粉末床熔合工艺打印而成,使用先进的航空铜合金 (CuCrZr)。Solukon 清除多余的铜粉后,在弗劳恩霍夫激光技术研究所对其进行热处理。谢菲尔德大学的 Race 2 Space 团队为测试场地准备了发动机,并在活动期间提供了积极支持。
Aerospike 于 2024 年 12 月 18 日点火,这是 LEAP 71 在英国韦斯科特的 Airborne Engineering 进行的四天四台发动机测试活动的一部分。该公司将处理收集到的数据,以微调 Noyron 以适应下一代发动机,并在 2025 年继续测试,目标是使 Aerospike 成为现代航天器的可行选择。
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