2016年3月30日，美國防務頭條網(wǎng)站刊登SYDNEY J. FREEDBERG JR.寫的一篇文章“3D Printing Key To Hypersonic Weapons: Raytheon”，介紹了雷神公司對于未來武器的突破在于使用3D打印機技術的看法。
整個航空航天世界被所謂的增材制造迷住了——尤其是政府和/或不受FAA安全檢測的新技術的無人機應用方面。美國航空航天局(NASA)給國際空間站送去了一臺3D打印機;海軍在艦船上測試3D打印機。一些火箭發(fā)動機公司已經(jīng)3D打印了高技術關鍵組件的樣件;例如在Elon Musk激進的美國太空探索技術風險公司(SpaceX)，ICF國際咨詢公司副總裁、航空航天顧問Kevin Michaels說：“他們有一個很大的3D打印機，并且現(xiàn)在正在制造用于量產(chǎn)的火箭發(fā)動機上的部件”。
逐點、逐層的制造零組件的能力，在制造傳統(tǒng)的飛機、航天器和導彈上很有幫助。但是，當要制造需要特殊材料和常規(guī)方法無法加工的奇形怪狀組件的高超聲速系統(tǒng)時，就得用3D打印了，別無它法。
雷神公司先進導彈系統(tǒng)負責人Tom Bussing在2016年3月29日下午的新聞發(fā)布會上說：“世界上已經(jīng)有一些基本的游戲規(guī)則改變者(如高超聲速)，因此，不僅可以制造它們，而且你也能夠造得起它們，你可以制造其它方式所無法制造的東西。”
Bussing還說：“在高速武器領域，(3D打印)成為了一個基本的推動者，因為那是你用特殊材料制造大型結構件的唯一出路，你要一點點的生長出那些零件”。
在3D打印機中“生長”的零件允許你制作出比傳統(tǒng)工藝更復雜的形狀（遠在青銅時代之前就是這么個作法），以前是用模具鑄造出基本形狀，然后將其切削到最終所需的幾何造型。
例如，冷卻在各型發(fā)動機中是最至關重要的。Kevin Michaels說，即使是普通噴氣式客機的渦輪風扇發(fā)動機，日常的工作溫度也在其零組件材料的熔點之上400度，保持零件的完整只能通過精密布設的冷卻通道網(wǎng)絡。現(xiàn)在想想一架高超聲速噴氣機以10倍聲速以上的速度在空氣中飛行，5馬赫以上時高超聲速飛行器上由摩擦產(chǎn)生大量熱量，必須加以冷卻。
但是，如果你想在一個傳統(tǒng)方式制造的組件上開散熱孔，你必須在它上面鉆一堆的洞(希望你沒有去得太多)。如果你想在一個3D打印的組件上開散熱孔，您只需給打印機編寫程序，給它一個起始的開口形狀。更重要的是，如果你的散熱通道是鉆出來的，那是非常直的;但是，如果是你用3D打印機生長出來的通道，它們可以是散熱更有效率的螺旋結構或其他復雜的形狀。
Bussing說：“如果它的效率更高，這意味著你可以把它做得更小，用更少的冷卻氣量。它工作持續(xù)時間更長，飛的更遠。”
雷神公司已經(jīng)使用3D打印技術在量產(chǎn)中制造了一些武器零組件，如陸軍在阿富汗使用的“神劍”(Excalibur)精確制導炮彈。Bussing說，至于未來，“我們實際上考慮使用增材制造來生長出整個武器。我們剛在一個獨特的機器上投了一大筆錢來做一些非常、非常大的結構體”。
至少有一些大的結構件將可能是用在高超聲速飛行器上。在美國防部國防高級研究計劃局(DARPA)的兩個項目上，雷神公司目前正在與洛克希德•馬丁公司展開競爭，兩個將來的建議書：戰(zhàn)術助推滑翔(TBG)和高超聲速吸氣式武器概念(HAWC)。
戰(zhàn)術助推滑翔是已經(jīng)被俄羅斯和中國測試的方法：火箭發(fā)動機助推導彈到高超聲速的速度，之后下滑至目標。目的是像打水漂一樣“跳離”大氣，使它能夠以極高的速度飛出極遠的距離。Bussing說，要完成這項工作需要在空氣動力學、穩(wěn)定性和控制，以及材料方面的進步。3D打印技術可以在所有這些領域提供幫助。
相比之下，“吸氣式”高超聲速飛行器在整個航路上使用自己噴氣發(fā)動機飛行。這種方法比助推滑翔的航程要小，但更機動。吸氣式飛行器還可以做得很小?；鸺仨殧y帶大量的氧化劑來燃燒燃料。噴氣機只是從大氣中吸取氧氣。但是，常規(guī)的飛機無法在空氣中吸氣以馬赫5以上飛行。以高超聲速飛行的噴氣機將需要一些突破——再次說明，3D打印能幫助生長出奇形怪狀的零組件。
最終，上述兩種高超聲速飛行器的目的是在敵人做出反應之前打擊它們。試想一下，衛(wèi)星瞄上了一個某國推出洞穴的核導彈，在它點火之前便被高超聲速彈頭摧毀。想象一下，一個高超聲速武器，在導彈防御陣地能夠得到足夠好的雷達信號鎖定并擊毀它之前就撕開并穿過了所謂的“反介入/區(qū)域拒止”系統(tǒng)(A2/AD)復雜的分層防御網(wǎng)。
但所有這些迷人的作戰(zhàn)場景仍然只是可能性，直到有人能夠真正將高超聲速武器造出來。3D打印技術可能就是美國進行高超聲速工作的決定性利器。
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