Введение
Искусственный интеллект (ИИ) активно внедряется во все сферы, и ракетостроение не стало исключением. Европейское космическое агентство (ЕКА) в рамках своей программы подготовки будущих ракет (FLPP) исследует, как ИИ может улучшить производственные процессы и даже создать новые формы материалов, которые могут быть использованы в ракетах и космических кораблях будущего.
Совместная работа с MT Aerospace
Совместно с компанией MT Aerospace в Германии, ЕКА изучает адаптацию технологий обработки материалов в различных отраслях. Одним из примеров является процесс формовки с использованием дробеструйного метода.
Формовка с использованием дробеструйного метода
Процесс формовки с использованием дробеструйного метода включает в себя обстрел металла небольшими шарами, что позволяет придавать ему необходимые формы без нагрева. Это делает конечные изделия более прочными и стойкими к усталости металла. Данная методика широко используется, и именно так формируются купольные головки топливных баков ракеты Ариана 6.
В процессе формовки, когда металлическая поверхность подвергается воздействию шаров, каждое столкновение непредсказуемо. Впервые в этой области используются модели машинного обучения для предсказания, как металл будет деформироваться, что обеспечивает быстрый и точный метод достижения желаемой формы с допуском всего 2 миллиметра.
Сварка трением
После того как металлическая деталь создана, ее часто необходимо соединить с другими компонентами. В космической промышленности сварка трением начинает заменять традиционную дуговую сварку, выполняемую людьми или роботами.
Сварка трением нагревает металлы, просто вращая пин над сварочной зоной на высоких скоростях, используя трение для смешивания материалов. Эта точная сварочная техника позволяет соединять металлы, создавая более прочные конструкции, такие как баки для ракеты Ариана 6.
С новыми цифровыми технологиями мониторинга, такими как измерение силы сварки и температуры, машинное обучение теперь помогает быстрее настраивать оборудование, поддерживать документацию и автоматически проверять форму окончательной сварки. Эта автоматическая оценка швов сварки снизила время анализа на 95% по сравнению с традиционным процессом.
Автоматизированное размещение волокон
Однако не все детали из металла — углеродные композитные материалы открывают новые возможности для создания более легких и прочных конструкций. В рамках проекта Фебус исследуется использование углеродных баков для ракеты Ариана 6.
Здесь MT Aerospace интегрирует новые технологии лазерных сенсоров, которые, используя модели машинного обучения, будут обнаруживать и классифицировать дефекты в режиме реального времени, что позволяет поддерживать непрерывность производства и значительно сокращать сроки.
Перспективы и будущее
«Искусственный интеллект, например, машинное обучение, в сочетании с новыми цифровыми технологиями, трансформирует производство ракет», — говорит Даниэль Чиппинг, менеджер проекта ЕКА по программам цифровизации. «От автоматизации сложных аналитических задач до сокращения временных затрат на остановку машин, мы начинаем видеть преимущества во всех материалах и процессах формовки».
Эти проекты являются частью программы подготовки будущих ракет (FLPP) ЕКА, которая помогает развивать технологии для будущих систем космического транспорта. Создавая, проектируя и инвестируя в технологии, которые еще не существуют, эта программа снижает риски, связанные с разработкой непротестированных и непроверенных проектов для космоса.
Заключение
Искусственный интеллект и новые технологии становятся важными инструментами в производстве ракетных деталей, открывая новые горизонты для будущих космических исследований и запускаемого оборудования. С каждым новым шагом мы приближаемся к более эффективным и безопасным методам создания ракет, которые будут служить человечеству в его стремлении к освоению космоса.
