3D打印解决超音速飞机和导弹零件

3D打印解决超音速飞机和导弹零件

2020-09-25 10:42:12 16

对于美国政府的某些厨师来说,条条大路通向3D打印。高超音速也是如此。Astro America(有时也称为AstroA)旨在利用新的制造技术来开发所谓的Hypersonic生产加速器设施(HPAF)。

3D打印研究是冰山一角。在期刊,新闻稿和新闻中都有我们可以看到和阅读的公共信息。但是,在水线之下还有很多事情发生。特别是在美国,许多3D打印研究由政府资助。根本上正在开发新技术,材料类别和工艺,以使美国能够保持领先地位。3D打印作为一项技术适用于导弹技术,核弹头,军用飞机,弹药,轮船,维修,提高物流效率并迅速升级武器系统。在一种技术可以直接应用的地方,一种新的3D打印材料或方法可能会进入许多政府应用程序。

在任何地方减轻重量都是重中之重,低体积是事实,而几何自由度,及时性或位置是有意义的,那么3D打印将是有意义的。有了这些标准,军事系统及其需求又有了巨大的重叠。它们通常很少,它们位于偏僻的地方,减轻重量很重要,等等。因此,3D打印是一项关键技术,可为规划人员提供未来的功能,同时还可修复和升级现有库存。

同时,完全相同的技术,相同的材料,相同的需求以及相同的关键成功因素也可以应用于涡轮机械,航空结构以及潜在的更多零件中的商用航空。同时,增材制造也以相同的形式在卫星中高度可用。并且,同时,3D打印可以广泛用于政府和商业空间推进器和车辆的开发。

高超音速是一个梦dream 以求的梦想,在过去的三十多年中,它一直是美国大部分太空,导弹和航空防务界的不二之选。高超音速飞机和导弹的速度超过5马赫。5马赫是什么?它是音速的五倍,大约是每小时6125公里。

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据报道,SR-71“黑鸟”以3.5马赫的速度飞速前进。1967年,北美的X-14达到了6.7马赫。美国的X-51A Waverider在2010年超音速飞行了3分钟。X-43 在2004年达到了9.6马赫的最高速度。高超音速技术车辆2达到了17马赫。每小时21,000公里-从伦敦到新西兰只需一个小时。

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一架行波器悬挂在发射飞机下方。之所以称为Waverrider,是因为它使用自己的冲击波来举起自身。

这些车辆中的许多目标最终都是要在最高的制高点上赢得胜利:太空。您知道间谍影片中的一部分,当他们让卫星飞越目标房屋并在短短几分钟内上线吗?他们正在努力实现这一目标。

最终目标相对术语和大男子主义是“ 及时全球罢工”。多米诺的导弹。这个想法是,在一个小时内,美国可以用精确制导的弹药袭击地球上的任何地方。在所有媒体中,他们一直在使用“常规武器”,但是-嗯……是的。

同时,如果您具有该功能,则也可以在一小时内将卫星飞机放置在任何地方。或者,您可以在任何地方放置J-Stars的命令和控制功能,铆钉联合式飞机或某种卫星杀手级无人机。或者,当然,您可以拥有一种能够在一小时内从任何地方发射许多小卫星的技术。或者,您可以使用它超越Elon Elon Musk

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各种US X飞机

美国继续致力于Blackswift,这听起来很酷,但也应该是K-pop乐队或90年代的灵魂团体。“Blackswift飞行示范车辆会被组合来提供动力的涡轮发动机  和  冲压根据,所有功能于一身的电厂” DARPA的导演。该项目被取消,但整个DARPA Falcon项目仍在继续。

现在,以前被称为“高超音速武器系统”(HWS)的绰号是“高音速巡航车”(HCV),它看起来像在打沙狐球时会给你COVID的东西。想象一下世界末日,一半事先知道的人正在思考Gopher,Isaac和Merill Stubing。“ 等等,玛莎,他们有游轮在太空吗?我们的探员为什么不告诉我们,我们本来可以用公主角号代替科祖梅尔去月球的。”

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高超音速巡航车上的生活。

具有无与伦比的速度和时间目标的东西,可以在一个小时左右的时间内在地球上任何地方提供不同的有效载荷和能力,这是战争的胜利者。其中一些,您就可以嗅出另一个人的雷达系统这也很棒),获取他的基地的实时图像,杀死他的卫星,侦察着陆位置,获取想要着陆的气象信息,以及从导弹等获得超视距覆盖 所有飞机都在同一平面上。在战略战术,它会像其他人卡在肉冻,而你在现实世界各地的缩放命令与征服

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就像针对所有阿富汗婚礼的剧院情报评估一样。

然而,使功能性高超音速飞行器成为现实是一项非常复杂的挑战。在许多情况下,ATK,波音和洛克希德的合作已经完成了项目。要使零件可行,需要大量材料科学。也需要开发大块金属玻璃和新型复合材料等技术来实现这一目标。这是非营利性《 ASTRO America》进驻的地方。

尼尔·奥林格(Neal Orringer)担任负责人,并曾担任国防部制造总监。AstroA的首席技术官是Michael“ Mick” Maher,他是DARPA的前任官员,在其开放制造项目中将许多3D打印技术引入了舞台。对我们而言至关重要的是,他们的董事会成员包括派拉蒙工业公司前总裁兼首席执行官吉姆·威廉姆斯。

派拉蒙(Paramount)被3D Systems收购,成为在无人机等方面使用3D打印的主要力量。美国无人机的繁荣意味着许多公司使用3D打印进行原型制作,然后,一些公司开始生产3D打印零件。

这是我们的技术在空军和其他官员面前的现场演示。在这里,我们看到了快速的开发时间,快速的迭代以及油箱从30个零件变为8个零件的事情。航空航天的所有主张和优势都暴露无遗,而我们的不足之处也暴露无遗。这种发展是美国政府如此看好3D打印的关键原因之一。

进一步,派拉蒙还帮助开发了聚合物和用于军用飞机的应用程序。该公司与其他公司一起为军用飞机印刷零件。公司总裁现在是旨在扩大3D打印规模的All Points Additive总裁。

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AstroA的HPAF是模仿ORNL的增材制造演示中心的构想,但更朝着工厂车间的亮光方向发展。简而言之,就是

“借助新的高超音速生产加速器设施(HPAF),美国将把目前遍布全国的专家和行业团队集中在一起。该解决方案将节省大量时间,金钱和资源来制造超音速飞行器,并最终帮助扩大工厂的产量。”

为了安全起见,他们将拥有通用的工具,例如计量学和单独的生产线,因为波音公司表面上将为X76在洛克希德的Skunkworks生产线旁建造其X75,同时共享同一间午餐室。想象一下,波音X-32  和  洛克希德·马丁X-35 JSF团队使用相同的停车场和浴室。谁为此提供安全保障?天使加百列?

AstroA小组在一篇论文中解释说

问题被布置为:

“超音速飞行器的行驶速度需要进行极端的热应力测试,并需要使用关键的测试基础设施,例如风洞,这些风洞往往排得很长……[D]国防和航空航天制造实践涉及资格鉴定过程,通常可能需要10到15年的时间,数百万美元用于引进最新技术。在几乎每种情况下,制造工作流程都因技能和应用技术而中断…[制造]工作流程却因技能和应用技术而断开。这导致了关键防御平台的僵化,过时和高度分散的供应链。” 该论文补充说:“这将导致更高的成本,较长的交货时间以及跨多个技能组的实践不一致。由于这些挑战,

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这很明显,但是解决方案是一个梦幻的解决方案:

“高超音速供应链的每一层,包括空军客户,在同一个屋檐下一起工作将减少扩大高超音速车辆制造所需的迭代时间。”

由于这种集成,缩短的开发时间将导致:

•尽早解决设计问题,而不是在时间表中解决当前的规范;

•分析表明,制造过程最多可以减少73%;和

•节省了大约45%的成本。”

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AstroA也想这样做:

“这个概念需要一种独特的方法来租赁最先进的制造技术,期限为三年。在此阶段结束时,利益相关者可以根据需要采取多种选择来适应和改进,包括:

•续订租赁:将相同的设备保留在内部,为期三年。

•设备更新:移除增材制造机器,并用最新型号替换,这代表了可重复的大幅面打印以及同时的质量管理系统中最有能力的商业技术。要么

•技术重置:移除了增材制造机器和辅助设备,并替换为其他制造工艺”

这意味着,每三年,您将不得不重新认证所有内容,并且无法以相同的方式制造以前制造的产品。在当前的3D打印技术状态下,这种方法将成为傻瓜。ORNL的“ 天生获得认证”的增材制造框架可以加快这一步。而且,是的,将来我们会拥有一些人工智能/有限元分析/鉴定魔术,但是……什么时候?

我不能强调每三年获得每个人的新设备有多不利。即使自动进行资格鉴定很容易,使用所有新设备也是一场噩梦。您每三年就会遇到所有麻烦的问题,并且当它运行良好时,您将不得不更换它。在这里工作将是地狱。开发像原子弹那样疯狂的争夺,而原子弹是不断进行固件更新的。

另外,如何确保新设置的新机器准备好材料?闲置时间将比比皆是,您将有更多的故障信息。等待的浪费会像戈多一样。仅当您拥有一个单独的设施,该设施才能在切换之前将所有新材料放入工作状态时,它才起作用,即使如此,我也怀疑这样做是否有效。

因此,在实用性方面,我真的很想知道这一切是否都能奏效。但是,从长远的角度来看,从直升机的角度来看,或者更恰当地说从高超音速间谍飞机的角度来看,这可能是曼哈顿计划将这种技术商业化的一种努力。我们希望这次俄罗斯间谍较少。


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