【前沿观察】雷声公司：3D打印技术是实现高超声速武器的关键
[防务突破网站2016年3月30日报道] 在高超声速武器竞争日趋激烈的背景下，雷声公司认为，3D打印技术可能是实现高超声速武器的关键。
3D打印技术在各领域的发展情况 整个航空航天领域都对增材制造技术有浓厚兴趣，尤其是政府和无人应用。NASA在国际空间站部署了3D打印机，美海军已在舰船上测试3D打印机。一些火箭发动机公司已经使用3D打印技术建造了关键组件，例如，ICF国际咨询公司副总裁航空航天顾问凯文•迈克尔斯表示，SpaceX公司拥有大型3D打印机，并在为火箭发动机制造部件。
在制造传统飞机、航天器和导弹时，以逐点逐层方式建造组件的能力将提供很大帮助。但涉及到制造高超声速系统时，传统方法可能无法处理高超声速系统需要的特殊材料和特异造型的组件，3D打印技术将会成为至关重要的一环。
3D打印技术在高速武器领域的潜在应用 在3月30日下午的记者见面会上，雷声公司先进导弹系统主管汤姆•布辛表示，高超声速领域目前拥有一些根本的改变游戏规则的技术，因此能以经济可承受的方式建造高超声速系统，建造其他方法无法建造的武器系统。在高速武器领域，3D打印技术将成为根本的使能器，因为该技术将作为使用特殊材料建造大型结构的唯一途径。传统工艺使用模具铸造基本形，然后将基本形切削成最终形状。而3D打印机可以使部件“生长”成更复杂的形状。
雷声公司已经使用3D打印技术生产一些武器的组件，如美陆军在阿富汗使用的“神剑”精确制导炮弹。布辛称，面向未来，公司着眼于使用增材制造技术建造整个武器。雷声公司刚刚对一种独特机器进行了大量投资，以生产一些巨大结构。
3D打印技术可帮助建造高超声速飞行器 在这些大结构中，至少有一些可能将用于高超声速飞行器。当前，雷声公司正在两个DARPA项目上与洛克希德•马丁公司竞争：“战术助推滑翔”（TBG）和“高超声速吸气式武器概念”(HAWC)。
战术助推滑翔是俄罗斯和中国均试验过的方法：火箭发动机将导弹推进至高超声速，然后导弹滑翔到目标。该方法需要空气动力学、稳定性、控制系统和材料方面的技术进展，3D打印将在这些方面提供帮助。
相比之下，吸气式高超声速飞行器整个过程都在其自身的喷气动力作用下飞行。与助推滑翔方法相比，该方法允许较小射程和更大的机动性，吸气式飞行器还可以拥有非常小的体积。火箭必须携带大量氧化剂以支持燃料燃烧。而喷气式飞机仅需要从大气中吸入氧气。不过，普通的喷气式飞机不一定非要吸入以5马赫以上速度流动的空气。以高超声速飞行的吸气式飞行器需要获得一些技术突破，对此，3D打印将再次发挥重要作用，帮助制造特定组件。
最终，这两种方法的目标是在敌方反应之前进行打击。但所有这些有吸引力的作战可能性还只是可能性，直到有人能真正建造出高超声速武器。3D打印技术可能就是美国的决定性优势，促进高超声速武器的实现。
（来源：中国国防科技信息中心，作者： 冯云皓）
延伸阅读：
雷神公司已经实现3d打印完整的制导导弹
在一台3d打印机中“生长”部件可以直接制造出比传统的制造工艺复杂得多的形状。而后者通常先要用模具铸造出基本形状，然后切削至所需要的形状。
例如，冷却对于各种发动机都至关重要。甚至普通客机的涡扇发动机在运行时温度也通常在其部件材料熔点的400度以上，要使其保持良好的状态，只有通过复杂的冷却通道网络。现在想想一架高超音喷气式飞机以10倍于其的速度穿过空气，也就是超过5马赫的速度，那得产生多高的温度，对冷却系统的要求又得多高？
因此如果你想要在一件传统制造的部件上加上冷却管道，就必须在上面钻出成群的孔（希望你没有削弱它太多）。而如果你想要在3d打印部件中拥有冷却管道的话，只需要设计好管道路径，在打印的时候一并打印出来即可。更重要的是，如果您在传统制造的部件上去钻那些冷却管道时，它们往往是直的；而通过3d打印的话则可以生成螺旋或者其它的精巧形状以更有效率的散热。
“如果它效率更高，就意味着您可以把它变得更小。”bussing说：“那么它就会持续的时间更长，飞得更远。”
目前雷神公司已经在一些武器部件的制造中使用3d打印技术了，比如在阿富汗的美军中使用的excalibur精确制导炮弹。未来，"我们正在考察用增材制造技术生长出整个武器。”bussing说：“我们刚刚在某种独特的机器上进行了一项大的投资来做一些非常、非常大的结构。”
至少，其中的一些大结构可能会用于高超声速飞行器。雷神公司目前正在与洛克希德·马丁公司竞争两个darpa项目，并可能在其中使用3d打印技术。据3d打印论坛了解，这两个项目分别是：战术助推滑翔（tbg）和高超声速吸气式武器概念（hawc）。
战术助推滑翔是已经经过俄罗斯和中国测试的技术：当火箭发动机将导弹速度提高到超音速之后，它会滑向目标。其目的是要让导弹像掷出的石头在水面上打水漂那样在空气中“打水漂”，从而使其能够以极快的速度飞行很远的距离。这项研究需要在空气动力学、稳定性、控件以及材料方面取得进展，bussing说。3d打印技术可以在所有这些领域提供帮助。
相比之下，“吸气式”高超声速飞行器，则总体上依靠自己喷气产生的动力来飞行，这种方法比助推滑翔的飞行距离少一些，但是机动性更好，而且相关的吸气设备也要小得多。火箭必须携带大量的氧化剂来燃烧它的燃料，而喷气式飞机只需吸大气中的氧气就可以了。但是正常的喷气式飞行器在以5马赫以上的速度移动时要从空气中吸气还是需要一些突破性的设计的——再一次，3d打印技术可以用来制造各种古怪的形状。
（来源：天工网，编译自Breaking Defense）
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