Raketentriebwerke bestehen üblicherweise aus zahlreichen individuellen, miteinander kombinierten Bauteilen. Das deutsche Softwareunternehmen Hyperganic hat jetzt in einem Interview mit dem Magazin „Dezeen“ berichtet, ein in nur einem Stück mit dem 3D-Drucker hergestellten Prototypen eines Raketentriebwerk entwickelt zu haben, bei dem auch Künstliche Intelligenz (KI) zum Einsatz kam. Der Vorteil in der Verwendung von KI-Algorithmen liegt darin, dass Designer sonst das entwickeln, was sie sich vorstellen. Ein Algorithmus kann völlig neue Designkonzepte herstellen, die die gewünschten Anforderungen erfüllen. Künstliche Intelligenz verhalf auch den Unternehmen NOW und Addit-ion dabei, eine 25% leichtere Snowboardbindung zu entwickeln.
Details zum Raketentriebwerksprototypen
Der Raketentriebwerksprototyp umfasst die Brennkammer, in der Kraftstoff und Oxidationsmittel verbrannt werden. Weiter gibt es Oberflächenkanäle, durch die der Kraftstoff zirkuliert, damit die Kammer gekühlt und vor Überhitzung geschützt werden kann.
Kühlkanäle werden üblicherweise an die Brennkammer geschweißt, was aufgrund von Verschleiß zu Fehlern und Explosionen führen kann, erklärte Duy-Anh Pham, Konstruktionsleiter von Hyperganic. Da die Komponenten separat entwickelt werden, ist die traditionelle Bauart seiner Meinung nach nicht optimal.
Der Motor des Protoypen besteht aus einem Teil. Es ist für geringes Gewicht ausgelegt und hat eine äußerst effektive Kühlung und somit eine sehr hohe Leistung für die Rakete. Das leichte Gewicht entsteht durch die Integration einer porösen Geometrie zur Außenseite des Motors. Im Inneren blieb die Struktur stark und dicht.
Formeln statt CAD-Dateien
Zuerst wurden von den Entwicklern die Kernmerkmale eines Raketentriebwerks festgelegt. Dazu zählen die Form des Brennraums und die benötigte Kühlleistung. Die fertigen Informationen werden statt in CAD-Dateien in Formeln ausgedrückt. Der Hyperganic-Algorithmus liest Informationen aus einer Excel-Tabelle und verwendet die Daten, um die Geometrie des gesamten Stücks von unten nach oben zu erzeugen.
Pham erklärt, dass sie dem Algorithmus sagen, was das Objekt tun soll und der Algorithmus das Objekt mit der Leistung, an die das Unternehmen gedacht hat, vergrößert und die dazugehörigen Spezifikationen einplant. Der Prozess erstellt quasi eine DNA für ein Objekt. Der Prototyp wurde mit einer Nickellegierung namens Inconel 718 realisiert. Diese Legierung kommt auch in der Luft- und Raumfahrt zum Einsatz. Hyperganic ist so in der Lage, verschiedene Materialdichten zu drucken. Diese Methode wurde laut Pham noch nicht im Raketendesign verwendet.