معالج أولي فائق السرعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المدعومة بالذكاء الاصطناعي للطائرات الفضائية
الجزء الذي قدمته شركتا LEAP 71 و Farsoon هو معالج أولي فائق السرعة بطول 1.5 متر. تم حساب هذا المعالج بواسطة الذكاء الاصطناعي Noyron وتم تصنيعه في قطعة واحدة على نظام فراش المساحيق بالليزر كبير الحجم من Farsoon. الهدف هو أن يكون مكونًا رئيسيًا للمحركات التي تتنفس الهواء، والتي من شأنها أن تأخذ طائرة فضائية من المدرج إلى المدار في مسار واحد. يسلط هذا المقال الضوء على نشأته، وقوة الادعاءات، وأهميته للمطورين والمهندسين والمهتمين بالتكنولوجيا.
Quelle: تصوير خاص
مقدمة
في جوهرها، هي مبادل حراري للمحركات فائقة السرعة، والتي تهدف إلى تبريد الهواء المتدفق شديد الحرارة في أجزاء من الثانية قبل دخوله المحرك. غالبًا ما توصف هذه الأجزاء بهذا الاسم كمعالج أولي أو كجزء من محرك دورة مدمجة مبرد مسبقًا فائق السرعة (HPCCE). وهو محرك مدمج يستخدم الهواء أولاً كعامل مؤكسد ثم يعمل لاحقًا مثل صاروخ بأكسجين سائل.
عند السرعات الفائقة، من حوالي Mach 5 وما فوق، يسخن الهواء المتدفق بسبب الضغط إلى ما يزيد قليلاً عن 1000 درجة مئوية. هذا يدفع التوربينات التقليدية والعديد من المواد إلى حدودها. يمكن للمعالج الأولي خفيف الوزن وعالي الأداء تبريد الهواء بسرعة، مما يتيح محركات وأغطية أخف وزنًا. تم متابعة هذا المفهوم، على سبيل المثال، لسنوات عديدة في SABRE-Programm von Reaction Engines .
الخلفية
LEAP 71 هي شركة مقرها دبي ترى نفسها رائدة في الهندسة الحسابية. تقوم نماذج الذكاء الاصطناعي بتوليد مكونات وآلات كاملة من القواعد الفيزيائية ومتطلبات الإنتاج وبيانات الاختبار. القلب النابض هو Noyron, ein großes Computational-Engineering-Modell, ، والذي وفقًا للشركة ينشئ تلقائيًا هندسات قابلة للإنتاج المباشر، دون الحاجة إلى رسمها يدويًا في CAD مسبقًا.
Farsoon Technologies هي شركة مصنعة لأنظمة الانصهار بالمسحوق بالليزر الصناعية (LPBF) ومقرها الصين. تقدم الشركة، من بين أمور أخرى، نظامًا كبير الحجم FS811M-Plattform mit einem Bauraum von 840 x 840 x 960 Millimetern und bis zu zwölf Lasern . يعتبر الطراز FS811M-U-8، الذي تم تصنيع المعالج الأولي عليه، أحد أكبر أنظمة LPBF المعدنية المتاحة تجاريًا ومصممًا للمكونات الطويلة جدًا والإنتاجات الكبيرة.
Quelle: additive.industrie.de
توضح نماذج ثلاثية الأبعاد رقمية عملية التصميم للمكونات المعقدة التي يتم تصنيعها باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد - وهو جانب أساسي من التصميم المدعوم بالذكاء الاصطناعي.
الوضع الحالي
في 12 نوفمبر 2025، أعلنت شركتا LEAP 71 و Farsoon علنًا أنهما طورتا بشكل مشترك مفهوم معالج أولي فائق السرعة بطول 1.5 متر وقامتا بتصنيعه على نظام الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية FS811M-U-8. يوصف هذا المكون بأنه مكون رئيسي لأنظمة الإطلاق التي تعمل بالهواء والتي يمكن أن ترتفع إلى المدار في خطوة واحدة من مدرج.
بين 12 و 17 نوفمبر 2025، قامت العديد من وسائل الإعلام المتخصصة مثل TCT Magazine, All3DP, Metal AM و 3D Printing Industry بتغطية المشروع، مع التركيز على الجمع بين التصميم القائم على الذكاء الاصطناعي والطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية كبيرة الحجم. تؤكد جميع المصادر على الطول وعملية التصنيع ودور Noyron في إنشاء الهندسة.
وفقًا لـ LEAP 71، يستخدم Noyron ما يسمى بـ fractal folding algorithmus ، والذي يطوي الهيكل الداخلي للمبادل الحراري لإنشاء أكبر مساحة سطح ممكنة للانتقال الحراري دون إبطاء تدفق الهواء بشكل غير ضروري. تصف TCT Magazine أن الهيكل المتشابك يفصل الهواء شديد الحرارة عن منطقة مبردة بالهيدروجين السائل، مما يتيح مبادلًا حراريًا مدمجًا للغاية.
تؤكد الشركات المصنعة صراحةً أن هذا مكون مفهوم يهدف إلى عرضه في معرض Formnext 2025 في فرانكفورت في جناح Farsoon لإظهار جدوى هذه الهياكل بهذا الحجم. لم يتم نشر أرقام محددة تتعلق بالكتلة، أو التدفق الحراري، أو خسائر الضغط، أو ظروف التشغيل في النصوص العامة حتى الآن.
التحليل والسياق
من جانب LEAP 71، يعد المعالج الأولي في المقام الأول واجهة عرض للهندسة الحسابية: تصف الشركة Noyron كنموذج ينشئ تلقائيًا هندسة جاهزة للتصنيع من القواعد الفيزيائية وقيود الإنتاج وبيانات الاختبار، دون أن يقوم أي شخص بتصميم المكون يدويًا في CAD. في مقال مصاحب، يسلط VoxelMatters الضوء على أن نفس عائلة البرامج قد أنتجت بالفعل مكونات معقدة لمحركات الصواريخ وأن LEAP 71 ترى نفسها كمزود برامج ونماذج بدلاً من شركة مصنعة تقليدية للمحركات.
تستخدم Farsoon المشروع لإظهار أن أنظمة LPBF المعدنية كبيرة الحجم يمكنها الآن تصنيع مكونات يزيد ارتفاعها عن متر واحد وتتميز بقنوات داخلية شديدة التعقيد في قطعة واحدة - وهو ما يمكن أن يحققه التصنيع التقليدي إلا من خلال العديد من الأجزاء الوصلات. عدد أقل من خطوط اللحام ونقاط الختم يعني نقاط ضعف أقل محتملة - وهي نقطة مهمة في التطبيقات فائقة السرعة حيث تكون الإجهادات الحرارية والاهتزازات شديدة للغاية.
في سياق أوسع، يربط المعالج الأولي بخط تطور طويل: كانت المحركات المبردة بالتفاعل والمبردة مسبقًا مثل مفهوم SABRE تهدف أيضًا إلى نقل طائرة فضائية إلى المدار في انطلاق واحد، لكنها اعتمدت على هياكل مبادلات حرارية معقدة وصعبة التصنيع. بينما تمكنت Reaction Engines من إظهار أن معالجها الأولي في المختبر يمكنه تبريد تدفقات الهواء ذات درجات حرارة Mach 5 بسرعة شديدة على الأرض، لم يتم وضع نظام صالح للطيران في الخدمة على الرغم من سنوات التطوير. هذا يوضح مدى صعوبة التنفيذ.
بالنسبة لوسائل الإعلام والمشاركات في المعارض، يعتبر المشروع مثاليًا: الهندسة المذهلة توفر صورًا قوية، والجمع بين الذكاء الاصطناعي والطباعة ثلاثية الأبعاد والفضاء يلامس العديد من مواضيع المستقبل التي تغطيها البوابات المتخصصة على نطاق واسع. في الوقت نفسه، هناك أجندة تقنية جادة وراء ذلك: تعتبر المبادلات الحرارية المدمجة والخفيفة الوزن شرطًا أساسيًا في الدراسات لجعل المحركات فائقة السرعة فعالة وقابلة لإعادة الاستخدام واقتصادية.
Quelle: يوتيوب
يوضح مقطع فيديو Reaction Engines الدور الذي يلعبه المعالج الأولي في محرك صاروخي يتنفس الهواء ومدى شدة الأحمال الحرارية التي يجب على هذه الأنظمة التعامل معها.
Quelle: cnc-mundinger.de
محرك صاروخي مطبوع ثلاثي الأبعاد بقنوات تبريد معقدة - مثال على الدقة المطلوبة للمعالجات الأولية فائقة السرعة.
حقائق وأسئلة مفتوحة
ثابت أن LEAP 71 و Farsoon قد طورتا مفهوم معالج أولي فائق السرعة بطول 1.5 متر وقامتا بتصنيعه على نظام LPBF معدني كبير الحجم من طراز FS811M-U-8، مع توليد Noyron للهندسة. تؤكد العديد من وسائل الإعلام المتخصصة المستقلة على الحجم وطريقة التصنيع ودور الذكاء الاصطناعي.
ثابت أيضًا أن المعالجات الأولية فائقة السرعة للمحركات المدمجة تشكل لبنة أساسية لاستخدام الهواء كعامل مؤكسد حتى مستوى Mach 5 وما فوق دون فشل حراري للنظام. أثبتت Reaction Engines في الاختبارات الأرضية أن معالجها الأولي يبرد الهواء شديد السخونة بسرعة في أجزاء من الثانية، مما يدعم الجدوى الأساسية لهذه المفاهيم.
لا يزال من غير الواضح كيف سأداء المكون الجديد من LEAP 71 و Farsoon بشكل محدد، حيث لم يتم نشر بيانات متاحة للجمهور حول تدفقات المواد، وفروق درجات الحرارة، وفقدان الضغط، والكتلة، أو العمر الافتراضي. كذلك، لم يتضح ما إذا كانت هناك تجارب قد أجريت بالفعل مع تدفقات غاز ساخن واقعية أو تبريد منخفض الحرارة، أو ما إذا كان هذا مجرد عرض تقني في المقام الأول.
سيكون من المضلل اعتبار هذا المكون المفاهيمي حلاً جاهزًا للاستخدام الفوري للطائرات الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام. تظهر الأبحاث حول المواد، والصدمات الحرارية، والسلوك التأكسدي، وقابلية التصنيع في ظل ظروف الإنتاج المتسلسل أن الأنظمة فائقة السرعة، حتى مع المبادلات الحرارية المحسنة، لا تزال تواجه عددًا من العقبات التقنية المفتوحة. توضح قصة SABRE والمشاريع المماثلة مدى اتساع الفجوة بين الاختبار الأرضي الناجح والتشغيل الجوي الموثوق والاقتصادي.
التأثيرات والخاتمة
بالنسبة لك كمطور أو مهتم بالتكنولوجيا، يوضح هذا المشروع مدى تغير عملية التصميم. بدلاً من تصميم الهندسات ميزة تلو الأخرى في CAD، يتم نمذجة المعرفة بشكل متزايد كرموز، بينما يكون الشكل نتيجة لهذه النماذج. إذا كنت ترغب في العمل في مجالات مماثلة في المستقبل، فمن المفيد إلقاء نظرة على مواضيع مثل المحاكاة متعددة الفيزياء، والتصميم التوليدي، وهندسة البرمجيات للأنظمة الهندسية، وحدود التصنيع الإضافي.
بالنسبة للتصنيع الإضافي، يعد المعالج الأولي مثالًا مرئيًا على إمكانية تصنيع مكونات معدنية كبيرة ومتكاملة وظيفيًا في قطعة واحدة - بقنوات دقيقة، ومساحات كبيرة، وفي الوقت نفسه استقرار هيكلي. يمكن أن يؤثر هذا أيضًا على الصناعات الأخرى: من تكنولوجيا الطاقة، إلى المصانع الكيميائية، وصولاً إلى المبادلات الحرارية المدمجة في الصناعة التحويلية، حيث تحدث تحديات حرارية مماثلة.
لتصنيفك الخاص، إليك بعض الفحوصات البسيطة: عندما يتم عرض مشروع مثل هذا، يجدر قراءة ليس فقط البيانات الصحفية، ولكن أيضًا الدراسات الاستقصائية العلمية للمحركات فائقة السرعة والمبادلات الحرارية المدمجة للحصول على فكرة عن المشكلات التي تم حلها بالفعل وتلك التي لا تزال مفتوحة. بالإضافة إلى ذلك، من المفيد البحث عن تقارير اختبار مستقلة ودراسات طويلة الأجل قبل استخلاص استنتاجات حول تطبيق عملي فوري من عرض تقني.
Quelle: يوتيوب
يوفر لك الفيديو حول المبادلات الحرارية المصممة بواسطة الذكاء الاصطناعي نظرة إضافية حول كيفية تغيير الأساليب المستندة إلى البيانات لتصميم هذه المكونات وما هي فرص التحسين الجديدة التي تنشأ منها.
Quelle: addmangroup.com
الرؤية: طائرات فضائية قابلة لإعادة الاستخدام، والتي تعيد تحديد حدود الطيران والفضاء باستخدام التقنيات المتقدمة مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية المدعومة بالذكاء الاصطناعي للمعالجات الأولية فائقة السرعة.
يبقى من غير الواضح كيف سيتصرف المكون الجديد في حملات اختبار واقعية: لم يتم حتى الآن نشر أي بيانات عامة حول ما إذا كان المعالج الأولي قد تم تشغيله بالفعل بتدفقات هواء ساخن أو غاز ساخن بدرجات حرارة تقارب السرعات الفائقة وما هي مستويات درجة الحرارة والضغط التي تم تحقيقها. وبالمثل، هناك نقص في المعلومات حول اختيار المواد، ووقت التصنيع، والمعالجة اللاحقة، وطرق الفحص، والتي ستكون مهمة لتقييم كامل لإمكانية الاستخدام الصناعي.
تظهر الأدبيات العلمية أن الأسئلة المتعلقة بعمر الخدمة تحت الصدمات الحرارية، والسلوك طويل الأمد في البيئات المؤكسدة، وإمكانية إصلاح المبادلات الحرارية المطبوعة ثلاثية الأبعاد المعقدة لا تزال بحاجة إلى مزيد من البحث المكثف. على مستوى النظام، لا يزال يتعين توضيح كيفية دمج هذه المكونات في محرك كامل، وفي النهاية في طائرة فضائية تلبي المتطلبات العالية للسلامة والتكلفة والصيانة.
المكون المعدني المصمم بواسطة الذكاء الاصطناعي من LEAP 71 و Farsoon هو رمز قوي لكيفية تغير العمل الهندسي: تنتقل المعرفة إلى النماذج، وتقوم أنظمة الطباعة ثلاثية الأبعاد القوية بترجمة هذه النماذج مباشرة إلى أجهزة معقدة للغاية. بالنسبة للمحركات فائقة السرعة ومحركات الفضاء، ولكن أيضًا للعديد من التطبيقات الأخرى ذات درجات الحرارة العالية، يمكن بهذه الطريقة إنشاء مبادلات حرارية لم يكن من الممكن تصنيعها سابقًا ببساطة.
في الوقت نفسه، لا تزال هناك فجوة كبيرة بين المكون المفاهيمي المثير للإعجاب والنظام القوي والمعتمد والاقتصادي - وهو ما تظهره البرامج الأخرى في نفس المجال بوضوح شديد. إذا كنت تتابع هذا الموضوع، فمن المفيد أن تأخذ كل من الحماس للإمكانيات الجديدة وجرعة صحية من الشك التقني، وتنظر بعناية إلى البيانات الموجودة حقًا والعديد من الأسئلة التي لا تزال مفتوحة.