美国防部尝试将3D打印技术应用到高超音速武器零件制造中

2022年11月2日，南极熊获悉，美国国防部长办公室（OSD）最新开展的一个名为ManTech的项目正在寻求将增材制造技术引进到高超声速武器零件的制造当中。具体而言，该项目旨在为其日趋成熟的喷气式高超音速技术的增材制造(GAMMA-H)需求提供原型解决方案，以扩大复杂的高超音速武器部件的现有制造工艺。

美国国防部（DoD）透露，目前，传统的制造工艺无法满足先进的高超音速技术所需要的复杂的几何规格。

OSD ManTech项目的副主任KeithDeVries说："我们需要对使用增材制造工艺生产的材料进行突破。科学已经证明它是可能的，但这种做法还不够广泛。GAMMA-H将鼓励进一步采用这种开创性的技术。"

DeVries将GAMMA-H项目描述为创新团队为高超音速巡航导弹生产的可负担能力做出贡献的绝佳机会，这仍然是国家国防部的首要任务。

几个月前，五角大楼宣布它已经成功测试了一种可以以超过五倍音速（超过5马赫）飞行的喷气式高超音速武器。雷神公司制造的这种武器，利用从大气中吸进的空气来实现持续推进，达到令人难以置信的速度，是国防高级研究计划局（DARPA）的高超音速喷气式武器概念（HAWC）开发计划的一部分。作为高超音速技术竞争的补充，雷神公司的原型机正在与洛克希德-马丁公司的武器竞争五角大楼全面开发HAWC的合同，该武器有望为美国军队提供下一代能力。

△高超音速喷气武器概念（HAWC）导弹的概念图。图片由雷神公司提供。

根据2022年10月发表的一份美国国会研究报告，过去对高超音速武器的资助一直相对受限。然而，五角大楼和国会都对追求高超音速系统的发展和近期部署表现出越来越大的兴趣。这部分是由于俄罗斯和中国的高超音速武器计划的进展，这些武器是为使用核弹头而设计的。相比之下，大多数美国的高超音速武器将不配备核弹头，这意味着它们将需要更高的精度，并且在技术上比中国和俄罗斯的系统更具挑战性，这为3D打印技术提供了绝佳的机会。

对于高超音速武器，该技术几乎没有脱离原型阶段。GAMMA-H将有助于推进增材制造工艺，满足现代高超音速喷气系统的推进和温度要求。GAMMA-H的目标不仅是通过增材制造减少需要检查、运输和建造的单个零件的数量，而且还为小企业和非传统的国防承包商提供参与国防制造的机会。

在权衡美国制造的技术的潜力时，DeVries说GAMMA-H解决方案将大大改善增材制造在喷气式高超音速技术中的利用方式，只有通过大公司、小企业和学术界的合作才能实现。

DeVries观察到："我们非常有兴趣扩大我们的合作伙伴名单，包括各种规模的公司，共同为高超音速任务作出贡献。"

△海军水面作战中心Dahlgren分部的首席机械工程师Tim Peng展示了一台Essentium HSE 280i HT 3D打印机。图片由美国海军提供。

GAMMA-H 解决方案请求(RFS) 于 2022 年 10 月在国防部的国家安全技术加速器平台上发布，作为国家制造月的一部分，这是需要由制造者和制造商协会（FMA）和全国制造商协会（NAM）共同掌舵的一项任务。该项目旨在促进制造实践和流程，以及强调全国各地为培训支持国内制造业所需的劳动力而做出的努力。然而，实际的GAMMA-H原型机会计划通过其他交易协议（OTA）工具从战略和频谱任务高级弹性可信系统（S2MARTS）发布，并得到OSD ManTech办公室的联合支持。