3D 打印或?qū)⒅С钟�國新推出�?10 億英鎊高超音速導彈計劃

2024年6月12日，南極熊獲悉，英國的90個機構(gòu)已被選中支持首批先進高超音速導彈的研發(fā)。這些實體包括大學和全球武器制造公司，現(xiàn)在有資格通過英國高超音速技術(shù)和能力發(fā)展框架（HTCDF）競標八份合同。

這些合同由英國國防部高超音速小組牽頭，為期七年，價值高達 10 億英鎊。合同授予將由英國官方國防采購機構(gòu)國防裝備與支持部(DE&S) 管理。

多個 HTCDF 機構(gòu)都有將 3D 打印用于航空航天和國防應用的經(jīng)驗。其中包括BAE Systems、Raytheon、Lockheed Martin和Skyrora等大型制造公司。因此，增材制造可能將在英國新型高超音速導彈系統(tǒng)的開發(fā)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

國防和采購部長詹姆斯·卡特利奇評論道：“高超音速技術(shù)將成為未來的一項里程碑式能力，我們必須跟上對手的發(fā)展步伐。該框架向英國工業(yè)界發(fā)出了明確的需求信號，表明我們有意開發(fā)高超音速技術(shù)，這對于近 50% 的供應商（即中小型企業(yè)）來說至關(guān)重要�！�

HTCDF 將每 6 至 12 個月重新向新供應商開放一次，使國防部能夠利用新技術(shù)和新興市場能力。

△高超音速導彈的數(shù)字渲染圖。圖片來自國防部。

增強英國的高超音速導彈能力  

HTCDF 于 2023 年 12 月首次宣布，旨在加速英國首個自主高超音速打擊能力的開發(fā)，并為“高超音速和相關(guān)技術(shù)的未來作戰(zhàn)要素”提供市場途徑。

繼英國首相宣布到 2030 年將GDP 的 2.5% 用于國防之后，這一舉措是整個國防部加快國防采購的更廣泛運動的一部分。這將意味著未來六年額外支出 750 億英鎊。

選定的HTCDF機構(gòu)將提供服務和物資，以支持高超音速技術(shù)的研究、開發(fā)和測試。這八份合同包括：設(shè)計與集成；建模、仿真、測試與評估；機身與發(fā)電；低技術(shù)準備水平（TRL）概念；殺傷力包（包括彈頭和引信）；推進，包括液體和固體推進劑；機載計算；以及導引頭。

DE&S 稱，新的高超音速導彈計劃將按計劃實施，八個批次框架將協(xié)調(diào)采購和開發(fā)目標。據(jù)報道，這將消除經(jīng)常阻礙能力獲取的挑戰(zhàn)，促進敏捷的上市途徑。

值得注意的是，近一半符合條件的供應商都是中小型企業(yè) (SME)，其中大多數(shù)位于英國。這將使國防部能夠利用英國的大量人才并建立安全的國內(nèi)供應鏈。

英國高超音速技術(shù)團隊主任保羅·威爾遜解釋說：“在一個動蕩的世界里，戰(zhàn)場不斷演變，英國國防部認識到需要敏捷性，以確保我們能夠快速開發(fā)和提供我們武裝部隊所需的能力，以保護我們和我們盟友的利益�！�

△英國國防部標志。照片來自國防部。

英國新型高超音速導彈將采用 3D 打��？

雖然目前尚不清楚增材制造將在 HTCDF 中發(fā)揮什么作用，但許多符合條件的機構(gòu)可能會利用他們的 3D 打印技術(shù)和專業(yè)知識。

BAE Systems 在航空航天和國防應用的 3D 打印方面擁有豐富的經(jīng)驗。2017 年，該公司與比利時精密工程公司Asco Industries合作開發(fā) 3D 打印工藝，以推進歐洲戰(zhàn)斗機臺風飛機的制造。2020 年，它與金屬 3D 打印機制造商Renishaw合作，通過增材制造改進戰(zhàn)斗機的生產(chǎn)。

此外，BAE 還是全球作戰(zhàn)航空計劃(GCAP)的主要合作伙伴。GCAP 是英國、意大利和日本之間的合作項目，旨在到 2035 年生產(chǎn)出第六代Tempest 超音速噴氣式飛機。

這一較短的開發(fā)時間將通過增材制造技術(shù)實現(xiàn)。BAE 計劃用 3D 打印技術(shù)打印 30% 的戰(zhàn)斗機部件，并且已經(jīng)在用 3D 打印模具來制造 Tempest 的纖維部件。  

洛克希德·馬丁公司也采用了3D 打印技術(shù)制造戰(zhàn)斗機。2019 年，這家航空航天公司與空客德國子公司Premium AEROTEC合作，確定了 F-35 Lightning II 戰(zhàn)斗機中可使用增材制造技術(shù)生產(chǎn)的零部件。  

最近，洛克希德與金屬 3D 打印機制造商Velo3D和航空零件檢測公司Vibrant合作，3D 打印高超音速沖壓噴氣發(fā)動機。

雷神公司在 3D 打印領(lǐng)域也擁有顯赫的聲譽。該公司已經(jīng)為美國國防部開發(fā)了3D 打印軍用光學器件。

歐洲專利局（EPO）的數(shù)據(jù)顯示，雷神公司在2001年至2020年期間提交了1,441份與3D打印相關(guān)的國際專利家族（IFP）申請，這一數(shù)字在此期間 僅次于通用電氣（GE）。

位于愛丁堡的私人火箭制造商 Skyrora 也被選中成為 HTCDF 的一部分。該公司在3D 打印火箭發(fā)動機方面擁有悠久的歷史，包括其最新的 70kN 型號，該型號于去年開始全程測試。

△GCAP 戰(zhàn)斗機的想象圖。圖片來自 BAE Systems。

3D打印武器系統(tǒng)

增材制造在先進武器系統(tǒng)生產(chǎn)中的應用在全球范圍內(nèi)正在增長。今年早些時候，火箭發(fā)動機制造商UrsaMajor與美國海軍簽署了一項合同，為標準導彈 (SM) 項目設(shè)計、制造和測試3D 打印原型固體火箭發(fā)動機(SRM)。該原型針對可制造性和可靠性進行了優(yōu)化，將使用該公司的 Lynx AM 技術(shù)進行生產(chǎn)

該合同是在海軍能源系統(tǒng)和技術(shù) (NEST) 計劃下簽署的，旨在為 Mk 104 雙火箭發(fā)動機開發(fā)一種新的 3D 可打印設(shè)計。該推進系統(tǒng)為美國的 SM-2、SM-3 和 SM-6 導彈提供動力。

此外，2022 年，據(jù)宣布，由推進系統(tǒng)制造商Aerojet Rocketdyne制造的超燃沖壓發(fā)動機作為美國高超音速導彈研究項目的一部分成功進行了飛行測試。該發(fā)動機包括一個3D 打印驅(qū)動系統(tǒng)，使其制造所需的零件比之前的版本減少了 95%。