Leap 71 设计并 3D 打印了一个气动尖峰，这是历史上最难以捉摸的火箭发动机之一。
[图片：Leap71]
一位名叫 Noyron 的人工智能工程师成功设计、制造并测试了航空航天业最具挑战性的火箭发动机之一：低温气尖式推进器。从理论上讲，气尖式发动机的设计可以在很宽的高度范围内保持高效率，非常适合单艘宇宙飞船从地面进入轨道的火箭。这种类型的飞行器被称为单级入轨飞行器，因其效率、简单性和成本效益而成为太空探索的圣杯之一。而且，与 20 世纪 90 年代花费数年时间设计、制造和测试气尖式推进器的 NASA 工程师不同，这个人工智能只需几分钟就能完成这一任务。
去年 10 月，我与 Leap71 联合创始人 Lin Kayser 谈论了 Noyron，他告诉我，他和他的合伙人 Josefine Lissner 的最终目标是创造一个现实世界的“贾维斯”，即钢铁侠电影中与托尼·斯塔克合作的虚构万能工程人工智能。去年秋天，他们刚刚成功测试了 TKL-5，这是该公司使用 Noyron 的第一个版本生产的 3D 打印 5 千牛顿火箭发动机。他们利用在开发 TKL-5 期间获得的所有数据来反馈它以开发 Noyron 2.0。
Kayser 通过电子邮件告诉我：“大多数公司会专注于改进现有发动机，但由于我们的目标是完善计算 AI 模型，因此我们决定采取一种策略来扩大我们获取的数据量。”“如果你只是测试类似的设计、类似的推力水平和相同的材料，那么你创建的数据和体验就会相对狭窄。”
为了避免这种陷阱，利斯纳建议他们应该专注于制造一种完全不同且极具挑战性的发动机，如气动尖峰。与我们熟悉的传统钟形喷嘴不同，气动尖峰沿着向外延伸的锥形尖峰引导超音速排气。形状向后逐渐变细，确保废气沿着其表面流动，自然膨胀。这种外部轮廓可根据大气压力变化进行调整，并在航天器从海平面上升到太空真空时提供卓越的性能。
[图片：Leap71]
气动尖峰之梦
“传统发动机需要不同的喷嘴长度，具体取决于飞行高度，”凯瑟告诉我。在地面上，发动机可以使用短喷嘴，但在太空真空中，喷嘴必须延伸很长。“否则气体会侧向流动，不会产生推力。”这使得太空飞行上级的真空喷嘴又长又重，增加了人类使用过的所有火箭的发射成本，从土星五号到 SpaceX 星舰。而且由于只能针对一种大气状况优化喷嘴，海平面发动机启动时非常强大，但随着废气在更高、更轻的大气中开始侧向流动，效率会降低。
“实际上，在任何火箭发射中你都可以清楚地看到这一点（见下面的视频），首先是一股特定的热气柱，然后在分级前不久，排气会膨胀成一个非常宽的锥体，”凯瑟指出。“每一个没有直接向下的气体分子都会浪费掉相当一部分本应产生向前运动的能量。”这就是为什么目前的火箭有两级或三级，这使其设计和成本复杂化。而气动尖峰可以避免这一切。
编丨潇歌
图丨网络
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