یک ابرکامپیوتر قدرتمند مشکل مخفی موتورهای هواپیما را کشف کرد
ابرکامپیوتری قدرتمند، هنگام شبیهسازیهای پیشرفته به نکتهی غیرمنتظرهای رسید که میتواند آیندهی موتورهای جت را تغییر دهد.
فناوری موتورهای جت، یکی از پیشرفتهترین روشهای پیشرانش در صنعت هوانوردی امروزی محسوب میشود. از هواپیماهای مسافربری گرفته تا جنگندههای نظامی، این موتورها با غرش قدرتمندشان در آسمان سرتاسر جهان دیده و شنیده میشوند. بااین حال، با وجود قدرت بالا و ابعاد بزرگ، همهی موتورهای جت یک مشکل مشترک و پنهان دارند؛ ایرادی که تا ۱۱ بهمن ۱۴۰۴ شناسایی نشده بود.
بهنوشتهی SlashGear، نقص موتورهای جت را نخستین ابرکامپیوتر اگزاسکیل جهان یعنی Frontier کشف کرد؛ دستگاه قدرتمندی که در آزمایشگاه ملی اوکریج آمریکا قرار دارد. شبیهسازیهای بسیار دقیق Frontier نشان داد که سطح پرههای توربین موتورهای جت دارای زبریهای بسیار ریزی است؛ مشکلی که هم در موتورهای توربوجت و هم توربوفن دیده میشود. این زبریهای سطحی باعث کاهش بهرهوری سوخت و افزایش تولید گرما میشوند.
Getty Images
افزایش گرما و افت بازدهی، در بلندمدت میتواند عمر پرههای توربین را کاهش دهد و نیاز به تعمیر و نگهداری موتور را افزایش دهد. نکتهی مهم اینکه نواقص موتور جت ناشی از خطای تولید نیستند و پیشاز این شناسایی آنها بهدلیل محدودیت توان محاسباتی عملاً غیرممکن بود؛ کاری که فقط از عهدهی توان پردازشی عظیم Frontier برمیآمد.
شناسایی مشکل، گام نخست بهشمار میرود. اکنون دادههای بهدستآمده از Frontier قرار است در طراحی نسلهای آیندهی موتورهای جت مورد استفاده قرار بگیرد. اگرچه حذف کامل نواقص سطحی تقریباً غیرممکن خواهد بود، مهندسان میتوانند توربینهایی بسازند که اثر این ایرادات را جبران کنند. همچنین، تمرکز بیشتری بر بهبود سیستم خنکسازی پرههای توربین خواهد شد.
کشف Frontier در قالب برنامهی INCITE وزارت انرژی آمریکا بهدست آمده است؛ برنامهای که به پروژههای محاسباتی نوآورانه اختصاص دارد. Frontier فقط به پژوهش در حوزهی موتورهای جت محدود نمیشود و در سال ۲۰۲۵ تعداد ۸۱ پروژهی دیگر نیز در زمینههایی مانند انتقال پرتوهای کیهانی و کشف دارو با کمک هوش مصنوعی کوانتومی از توان این ابرکامپیوتر بهره بردهاند.
Frontier بهدلیل توان انجام یک کوئینتیلیون محاسبه در هر ثانیه، یکی از پرتقاضاترین سامانههای محاسباتی جهان است. این قدرت بیسابقه، افقهای تازهای را در فیزیک، یادگیری ماشین و علوم پیشرفته گشوده است. البته این توان عظیم بهای خود را دارد زیرا Frontier بین ۸ تا ۳۰ مگاوات برق مصرف میکند.
مصرف انرژی Frontier، گرمای بسیار زیادی تولید میکند که با سیستم خنکسازی پیچیده مدیریت میشود. این سیستم، در یک چرخهی بسته، بین حدود ۲۳۷۸ تا نزدیک به ۶۰۰۰ گالن آب در دقیقه پمپاژ میکند. بااین حال، بخش زیادی از این گرمای تولیدشده قابل بازیافت نیست و در نهایت هدر میرود.