Deskundigen hebben een GPU-module met de naam Jetson TX2i van Nvidia, verkrijgbaar op online marktplaatsen, in een hypersonisch vliegtuig (met een snelheid van meer dan Mach 7) geïnstalleerd.

Uit tests is gebleken dat deze specifieke module Computational Fluid Dynamics (CFD)-modellen met ongekende prestaties kan verwerken. De verwerkingstijd voor berekeningen die voorheen enkele seconden duurden, is hiermee teruggebracht tot slechts 25 milliseconden. Dat is vier keer sneller dan een oogwenk.

Volgens het gezamenlijke projectteam van het Beijing Electric Machinery Research Institute en de Technische Universiteit van Dalian is de reactiesnelheid van de module ideaal voor "realtime-optimalisatie van brandstoftoevoersystemen, foutdiagnose en fouttolerante regeling in supersonische scramjetmotoren."

Verhoog de prestaties, verlaag de kosten

De TX2i is een industrieel applicatieproduct van Nvidia, momenteel 's werelds grootste AI-chipfabrikant, dat ongeveer 6 jaar geleden werd opgericht. De piekprestaties van deze module bedragen slechts 20% vergeleken met die van de krachtigste AI-chip - de H100.

3dde0fdb05ca04d7416bc1d661b29df9bbd904c5.jpeg
De TX2i-module is ideaal voor het optimaliseren van de prestaties van straalmotoren. Foto: Nvidia

Het voordeel van de TX2i is echter de lage prijs: slechts een paar honderd dollar, vergeleken met tienduizenden dollars voor de high-end Nvidia-chip. Bovendien maken het tekort aan GPU's en de exportbeperkingen van Washington de H100 nog moeilijker verkrijgbaar. De TX2i is daarentegen wel overal verkrijgbaar, staat niet op de verboden lijst en is gemakkelijk online te vinden.

In een wetenschappelijk artikel dat vorige maand in het Journal of Propulsion Technology werd gepubliceerd, meldde het projectteam dat de goedkope module van Nvidia de controlesystemen van hypersonische straalmotoren helpt het werkingsbereik en de stabiliteit van hypersonische voertuigen te vergroten en tegelijkertijd de kosten voor onderzoek en ontwikkeling aanzienlijk verlaagt.

Het is niet de eerste keer dat Chinese wetenschappers Amerikaanse chips gebruiken bij onderzoek naar hypersonische wapens. Eerder werden in sommige studies Intel-CPU's en high-end Nvidia-videokaarten gebruikt in complexe, snelle veldsimulaties.

"Hoogwaardige grafische kaarten hebben uitstekende rekenkracht, maar vereisen ondersteunende apparaten zoals opslagplatforms, voedingen en koellichamen", schreef het team. "Ze hebben nadelen zoals een hoog stroomverbruik, een hoog gewicht en een groot formaat, die niet voldoen aan de behoeften van kleine en lichte embedded controllers in de lucht- en ruimtevaart."

Upgrade-strategie

De proliferatie van hypersonische wapentechnologie baart de VS grote zorgen. In 2017 stelde de Rand Corporation voor dat Washington zou samenwerken met Moskou en Peking om te voorkomen dat andere landen dergelijke technologie zouden verwerven.

hypersonische raket vliegt boven de wolken royaltyvrije afbeelding 1676330497.jpg
Veel landen zijn druk bezig met de ontwikkeling van hypersonische wapens.

Sommige militaire experts geven toe dat de technologie van hypersonische wapens bepaalde risico's met zich meebrengt, maar een van de grootste gevolgen is dat het de 'instorting van de op de VS gerichte wereldorde' zou kunnen versnellen.

Zij stellen dat hypersonische raketten de verdediging van de vliegdekschepen, waarop de VS al lange tijd vertrouwt voor hun wereldwijde militaire superioriteit, zouden kunnen doorbreken. Als meer landen hypersonische wapens aanschaffen, zou het voordeel dat een handvol landen met aanzienlijke zeemacht eeuwenlang heeft genoten, kunnen verdwijnen.

Een groeiend aantal landen, waaronder Duitsland, Frankrijk, Japan, Noord-Korea en Iran, zijn gestart met onderzoek en ontwikkelingsprogramma's voor hypersonische wapens. Zelfs de Houthi's, een rebellengroep die een groot deel van Jemen controleert, beweren een hypersonische raket te hebben getest die een snelheid van Mach 8 kan bereiken.

Het Chinese team publiceerde ook een stapsgewijze handleiding voor de integratie van TX2i in een hypersonisch voertuig, inclusief gedetailleerde formuleringen en oplossingen voor mogelijke technische problemen zoals beperkingen in de grootte van het simulatieraster, geheugenbeheer, code-optimalisatie en specifieke compilatierichtlijnen. Zelfs de interface en het communicatieprotocol van de controller zijn gebouwd volgens internationale standaarden.

De auteurs merkten echter ook op dat er ‘verder onderzoek nodig is naar invoermodellering, schokgolfkalibratie en datamodellering’ in het proces van de integratie van AI-chips in voertuigen.

Tijdens uitgebreide windtunneltests en tijdens daadwerkelijke vluchten moeten een aantal belangrijke parameters die relevant zijn voor deze taken, vaak worden bereikt.

SCMP zei dat het, ondanks de positieve testresultaten, onwaarschijnlijk is dat China de TX2i op zijn eigen hypersonische raketten zal gebruiken. Het Chinese leger zal prioriteit geven aan het gebruik van chips van binnenlandse fabrikanten om betere prestaties te garanderen, zonder zich zorgen te hoeven maken over de betrouwbaarheid en de veiligheid van de toeleveringsketen.

Hypersonische raketverdedigingssystemen zijn niet langer 'onoverwinnelijk' Hypersonische raketverdedigingssystemen, vaak beschouwd als stalen schilden, kunnen nu eenvoudig worden 'misleid' door een tientallen jaren oud algoritme.