Ракетный двигатель, разработанный ИИ и напечатанный на 3D-принтере: фантастика или реальность?

– Как вы считаете, нейросеть в принципе способна создать целый двигатель?

– Да. Но если говорить конкретно о сообщении компании LEAP71, то у них нейросеть создала пока геометрическую модель или, коротко говоря, рабочую конструкцию двигателя. Это только первый шаг на пути создания настоящего двигателя. Потом необходимо произвести опытный образец, испытать его, после испытания – получить обратную связь, правильно ли все работает, после чего откорректировать конструкцию по итогам испытаний, и цикл начинается заново, пока двигатель не выдаст требуемые от него параметры.

– Как нейросеть может создать такую сложную машину, как ракетный двигатель?

– Она учится делать это постепенно. Нельзя сказать, что она придумала с нуля какую-то конструкцию, и эта конструкция – абсолютно истинна. Нет. Нейросеть работает по-другому: она берет какие-то примеры или закономерности, и по этим исходным своим навыкам проектирует конструкцию двигателя.

Насколько работоспособна разработка нейросети? Единственный способ это проверить – провести испытание. Огневые испытания дорогие, поэтому сначала лучше провести виртуальные, на компьютере, проверить нейросеть на адекватность. А можно поступить иначе – сразу «вшить» виртуальные испытания в модель нейросети, чтобы она не только проектировала, создавала виртуальную конструкцию, но сразу же ее и тестировала.

– Но дубайский двигатель проработал только 15 секунд. Разве этого достаточно?

– Да, он проработал только 15 секунд, но этого вполне достаточно, чтобы провести первое испытание. За эти несколько секунд двигатель выходит на рабочий режим, и дальше иногда просто нет смысла продолжать испытание, потому что итак понятно, что двигатель будет дальше работать. Дальше создается уже полноценный опытный двигатель, который уже проходит длительные испытания.

– Как вы считаете, можно ли говорить о сроках, когда создадут уже настоящий, рабочий двигатель, сконструированный искусственным интеллектом? Или пока еще рано об этом говорить?

– Если говорить о серийном производстве, то здесь есть определенные технические препятствия. Нейросеть может нам давать разные варианты конструкции двигателей, но нам нужно как-то произвести все эти сложные варианты. С точки зрения газодинамики они может быть и правильные, но с точки зрения заводского технолога – нет. У дубайского двигателя очень сложная геометрия, а классические сегодняшние заводы крупных космических центров не умеют такие сложные геометрические формы производить. На сегодняшний момент это исключительно штучное производство.

– А разве нейросеть не может что-то стандартное сделать, что под силу сегодняшнему производству?

– А зачем тогда нейросеть? Возьмем современную техническую литературу по двигателям: в них камера сгорания исключительно цилиндрической формы. И редко какой инженер задастся вопросом: а надо ли эту форму менять? Вроде, горит да горит: зачем менять то, что работает? А у нейросети нет рамок зашоренности, как у инженеров с опытом, и она может выдавать очень интересные, разные экзотические формы, конструкции, решения, но даже если что-то из этого не сработает на испытаниях, у инженера-человека от этого появляется насмотренность. Он уже будет допускать у себя в сознании изменение привычных форм.

– Почему они напечатали модель двигателя на 3D-принтере?

– 3D-принтер – это самый быстрый и легкий способ напечатать вычурную, нестандартную конструкцию. Нейросети могут создавать конструкции любой формы, и творчески подходят к решению задачи. Если присмотреться к фотографии дубайского двигателя, то на ней можно увидеть, какой он необычной, неклассической, я бы даже сказал, неправильной формы.

– Известно, что ракетные двигатели эксплуатируются в экстремальных условиях высоких температур. Порошки, из которых печатают 3D-принтеры, могут сравниться по свойствам с огнеупорными сплавами?

Да, есть порошки из титана. Кроме того, существуют порошки и из других металлов и металлических сплавов, которые способны выдержать такие высокие температуры.

– То есть, в принципе, можно и вполне рабочий ракетный двигатель напечатать на 3D-принтере?

– Да, конечно. Но есть еще один трюк. Можно напечатать конструкцию двигателя такой, что топливо будет идти через микроканалы в стенках двигателя, и тогда уже не так важно будет, какая жаростойкость у металла, если его постоянно охлаждает топливо. Например, в испытаниях дубайского двигателя температура пламени превышала отметку в 1000 градусов, а температура конструкции – всего 250°С на поверхности. Это говорит о том, что топливо постоянно охлаждает двигатель, и поэтому разработчики смогли обойтись без титана.

И в этом, кстати, еще одно преимущество 3D-печати: мы можем печатать очень сложные, тонкие, труднодоступные с точки зрения производства каналы охлаждения. А попробуй сделать охлаждение с такими тонкими капиллярами и трубками, как попросила нейросеть, традиционным методом производства на заводе? Это будет технологически очень сложно произвести, а 3D-печать с этим вполне справляется.

– Итак, умные технологии уже осваивают разработку и изготовление ракетных двигателей. Какие еще задачи предстоит решить при помощи IT-технологий в космосе?

– Например, сегодня до сих пор не создана единая система отслеживания всех летающих на орбите космических аппаратов и других объектов, в том числе космический мусор, которая бы предупреждала о столкновении.

В авиации такая система уже существует: есть крупные диспетчерские центры, которые отслеживают полеты по всему миру. Сегодня любой человек может открыть карту Flightradar и посмотреть, где какой самолет сейчас летит.

В космонавтике такая система еще не сделана. Есть отдельные передовики – Франция, Германия, Россия, США –, которые отслеживают очень много объектов, но они отслеживают их собственными радарами, то есть, фактически видят только свой кусок неба.

Получается такая ситуация. Допустим, Россия заметила какое-то скопление космического мусора над своей территорией. Дальше, когда этот мусор сделал несколько оборотов вокруг Земли, точность наблюдения за ним уже не такая высокая, теряется его местоположение, его можно перепутать с другим скоплением мусора.

Сейчас страны делятся этими данными только частично, до сих пор нет единой системы, и IT-сектор может справиться с такой задачей.

– Способны ли IT-технологии подтолкнуть отрасль к развитию? Можете привести пример, какие технологии нужны для этого?

– Есть технологии, которые, на первый взгляд, не касаются космоса, но очень нужны для развития отрасли. Например, технология электронного документооборота с участием искусственного интеллекта.

К сожалению, бывает так, что для того, чтобы сделать какое-то рутинное дело, например, отправить сотрудника в командировку, нужно ходить по кабинетам, стоять очереди, чтобы подписали документ. Переход к электронному документообороту не спасет положение: он просто убирает из процесса ручку и бумагу, но все равно ответственный специалист должен подписать документ – при помощи мышки, клавиатуры. В этом случае физические очереди сменяются виртуальными.

Искусственный интеллект, на мой взгляд, мог взять на себя роль секретаря, который мог бы выполнить подписание рутинных документов. Если это какая-то рутинная операция, если у вас десятки таких операций за день, нейросеть можно научить сравнивать, все ли там адекватно, все ли там подписано, все ли комментарии положительные, и если все сходится, нейросеть автоматически поставит разрешения.

Да, это новый принцип, да, нужно часть ответственности передать нейросети. Но кто в таком случае понесет ответственность в случае ошибки? Это новый философский вопрос. Однако именно такие, на первый взгляд, маловажные вещи помогут продвигать проекты, поощрять инициативу.

К сожалению, в нашей сфере некоторые инженеры просто не хотят проявлять инициативу именно из-за бумажной волокиты, потому что иногда до 90 процентов времени им приходиться тратить на бумажную волокиту, а не на науку.

Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России.

МАИ

19 статей

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) ведёт свою историю с 20 марта 1930 года. Сегодня МАИ – ведущий высокотехнологичный вуз России, обеспечивающий подготовку инженерных кадров и проведение передовых научных исследований мирового уровня. В 2021 г. программа развития Московского авиационного института прошла отбор в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030». МАИ вошёл в первую группу университетов по треку «Территориальное и (или) отраслевое лидерство» программы «Приоритет 2030».

Показать больше