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美国海军使用3D打印技术引领高超音速武器开发

美国海军使用3D打印技术引领高超音速武器开发

美国海军部门最近公布了 2021 年至 2025 年的战略计划,该计划优先考虑高超音速武器的发展,以期使达尔格伦成为水面海军在整合高超音速武器系统方面的领导者。这种“高超音速技术推力”的最终目的是发展一支致力于高超音速技术的持续国防队伍。

作为该计划的一部分,达尔格伦已经通过海军水面技术与创新联盟和海军工程教育联盟与其他国防部 (DoD) 机构、行业合作伙伴和学术专家建立了多项合作关系。这包括约翰霍普金斯大学极端材料研究所和迈阿密大学的 3D 打印中心。NSWCDD 先进高超音速和制导弹药部门负责人亚当琼斯说:“我们每天上班都在寻找将新能力交到我们作战人员手中的方法。” “进攻性和防御性高超音速武器将为我们的海军提供必要的优势,以保持对我们对手的海军优势。”

美国于 2020 年 3 月 19 日在夏威夷考艾岛的太平洋导弹靶场测试了高超音速滑翔体。照片来自美国海军。

超音速:眨眼,你可能会错过它

高超音速飞行被定义为至少 5 马赫的速度,它是音速的五倍或每小时约 6,800 英里。以今天的航空技术,从洛杉矶飞往纽约大约需要 5 个小时,但在 5 马赫下,只需 40 分钟。当应用于国防领域时,该技术可用于高超音速导弹——一种更难被防空系统拦截的高速弹头载体。

现在你是否对高超音速印象深刻?国防部也是如此。 2020 年,美国将高超音速武器和反高超音速系统列为其首要技术现代化优先事项,这意味着一旦准备就绪,它们将成为非常有用的工具。

达尔格伦走在前列

NSWCDD 非常适合领导美国的高超音速技术进步工作,因为它已经拥有支持类似项目的广泛历史。二战后,达尔格伦监督了一项关于超高速炮防御超音速飞机和导弹的可行性研究,这在当时是未来主义的。从那以后的几十年里,NSWCDD 还开发了发射海军潜艇基高速弹道导弹的软件,并设计了一种能够以 4 马赫飞行的冲压发动机。“NSWCDD 在为在极端热和烧蚀环境中运行的系统开发、测试和评估先进材料方面拥有超过 60 年的专业知识,就像高超音速和再入飞行器的情况一样——这是我们的 DNA,”Pearl Rayms 博士补充道- Keller,NSWCDD 战略和计算系统部门的首席科学家。

最近,该部门获得了超过 400 万美元的内部投资,用于资助 22 个海军创新科学工程 (NISE) 高超音速项目,其中包括开发新的高超音速材料和先进的高超音速模拟。与迈阿密大学的 3D 打印中心合作,该部门的研究团队现在可以使用增材制造系统,这意味着他们将能够利用改进的周期时间、设计灵活性和免工具生产来加快高超音速开发工作。

NSWCDD 之前也参与了高超音速轨道炮武器的测试。照片来自美国海军。

 

这当然也不是国防部第一次将增材制造应用于高超音速研究,因为五角大楼最近授予了 18 个大学领导的高超音速项目,总额为 2550 万美元。其中一个由弗吉尼亚大学领导的项目旨在 3D 打印由以前未使用的铌合金制成的高温部件。希望这些提议的 3D 打印功能最终将应用于高超音速超音速冲压发动机。

应用科学与技术研究组织 ASTRO America 此前也完成了美国 DARPA 委托的一项研究,旨在利用 3D 打印加速高超音速导弹的生产。该研究详细介绍了高超音速生产加速器设施 (HPAF) 的设计计划,该设施将政府客户和领先制造商的每一层都整合到同一个屋檐下。

 

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