O LEAP71, baseado nos Emirados Árabes Unidos, testou um propulsor de motor de foguete Kerolox de 5 kN gerado através do Noyron RP, seu Grande Modelo de Engenharia Computacional. Este mecanismo foi projetado sem o uso de software CAD, gerado de forma totalmente autônoma e produzido no PicoGK, o kernel de geometria de código aberto do LEAP71 . Foi então impresso em 3D em cobre pela AMCM .
O motor usa querosene e oxigênio líquido criogênico (LOX) como propulsores. Ele é resfriado regenerativamente através de canais de resfriamento que giram em torno da parte externa da câmara de combustão. O combustível e o oxidante são misturados usando uma cabeça injetora com elementos de turbilhonamento coaxiais.
Design e fabricação sem humanos
Isto marca a primeira vez que um propulsor de foguete funcional foi gerado de forma totalmente automática, sem qualquer intervenção humana. O intervalo de tempo desde a decisão final sobre os tipos de propulsores e outras especificações fundamentais até a fabricação foi inferior a 2 semanas. A geração de novas variações de design leva menos de 15 minutos em um computador normal. A geometria do propulsor foi impressa em cobre na AMCM, uma empresa líder em impressão 3D de metal na Alemanha, usando uma impressora de metal EOS M400 modificada. O cobre tem um baixo ponto de fusão, mas permite motores compactos de alto desempenho se for resfriado ativamente. Se o resfriamento falhasse, ele derreteria imediatamente.
O motor utiliza finos canais de resfriamento que giram em torno da camisa do motor, com seção transversal variável que varia de 0,8 mm a 1,2 mm. O querosene é pressionado através dos canais para resfriar o motor e evitar que derreta. Ambos os propelentes são então injetados na câmara de combustão. A temperatura de combustão no interior do motor gira em torno de 3.000ºC, enquanto a superfície do motor fica bem abaixo de 200ºC, devido ao resfriamento ativo.
Os propelentes são injetados no motor usando um cabeçote injetor de redemoinho coaxial. Este tipo de injetor é considerado o mais avançado. O resfriamento adicional do filme dentro da câmara é fornecido pela injeção de querosene através de pequenos orifícios próximos à parede da câmara de combustão. Uma infinidade de portas de medição para dados térmicos e de pressão permitem que as informações fluam de volta para o modelo computacional Noyron.
Noyron dá um soco perfeito
“Estamos extremamente satisfeitos com o resultado”, disse o cofundador do LEAP71, Lin Kayser. “O motor funcionou perfeitamente na primeira tentativa, incluindo uma operação de longa duração, que validou o estado estacionário. O tempo de queima foi limitado apenas pela quantidade de combustível disponível e durou 12 segundos. A equipe da Airborne Engineering Ltd, no Reino Unido, executou a campanha de testes de maneira brilhante.”
O teste de fogo quente foi conduzido em Wescott, Reino Unido, no local de testes da Airborne Engineering na sexta-feira, 14 de junho de 2024. O motor foi aquecido a quente por 3,5 segundos iniciais usando uma proporção de oxidante para combustível de 1,8, que é inferior ao nominal 2,3. Ao usar menos oxidante, o motor queima um pouco menos. Depois de confirmar que o motor tinha um desempenho nominal e todas as temperaturas estavam na faixa esperada, o motor foi testado para uma queima completa de longa duração de 12 segundos a uma relação oxidante/combustível nominal de 2,3.
O motor funcionou conforme o esperado. Atingiu o estado estacionário, o que significa que pode essencialmente ser operado pelo tempo que for necessário. O tempo de queima foi limitado apenas pelo fornecimento de combustível no local de teste.
O motor foi desmontado na Universidade de Sheffield no dia seguinte e uma inspeção cuidadosa confirmou que não estava danificado. O propulsor permanecerá no Reino Unido para testes futuros. A análise inicial dos dados mostra que a queda de pressão (a resistência) dos canais de resfriamento é maior que a modelada, o que se deve à rugosidade da impressão 3D. O LEAP 71 irá suavizar o motor existente e modificar o Noyron para produzir uma geometria de canal de resfriamento ligeiramente diferente para motores futuros.
Abrindo novas possibilidades para a fabricação de foguetes
LEAP 71 é uma empresa fundada pela engenheira aeroespacial Josefine Lissner e pelo empreendedor em série Lin Kayser, cuja missão é promover o progresso da engenharia através do novo campo da Engenharia Computacional.
Esta abordagem para modelar objetos físicos utiliza algoritmos de software sofisticados. O Grande Modelo de Engenharia Computacional Noyron do LEAP 71 é considerado o modelo mais avançado disponível.
Noyron é um modelo avançado de engenharia computacional de grande porte, construído com base em conhecimento destilado de engenharia, física e restrições de fabricação. Permite a criação autônoma de máquinas sofisticadas sem intervenção humana, com base em requisitos de alto nível. Foi considerado o primeiro modelo de IA para a engenharia de objetos funcionais no mundo real.
Noyron gera geometria fabricável, prevê o desempenho do objeto e gera procedimentos para etapas de produção, bem como documentação técnica.
O desenvolvimento do propulsor de foguete Noyron TKL-5, que foi acionado com sucesso em junho de 2024, é um projeto interno do LEAP 71 para mostrar as capacidades do Noyron.
LEAP71 publicará mais informações nos próximos dias. Essa riqueza de dados será realimentada no Noyron e permitirá à empresa treinar e ajustar seu modelo. Segundo o LEAP71, o motor sobreviveu à campanha de testes sem nenhum arranhão e será acionado novamente. Para saber mais sobre o motor acesse o site.
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