3D打印火箭助力Kratos獲得14.5億美元高超音速導(dǎo)彈合同
時間：2025-01-15 10:35 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
2025年1月15日，總部位于長灘的航天發(fā)射公司Rocket Lab已被選中支持Kratos Defense & Security Solutions的14.5 億美元高超音速導(dǎo)彈測試項目。據(jù)報道，這是五角大樓有史以來最大的高超音速測試基礎(chǔ)設(shè)施投資之一。
這份為期五年的 OTA 合同將使圣地亞哥武器制造商支持任務(wù)區(qū) 1 下的多軍種先進能力高超音速試驗臺 (MACH-TB) 2.0。計劃旨在創(chuàng)建一個經(jīng)濟實惠的試驗臺，以提高美國的高超音速飛行能力，彌合地面測試和系統(tǒng)級飛行測試之間的差距。據(jù)報道，MACH-TB 2.0 將降低高超音速開發(fā)風(fēng)險，并加速新技術(shù)向作戰(zhàn)的過渡。
Rocket Lab 正在提供 HASTE（高超音速加速器亞軌道測試電子）亞軌道運載火箭的使用權(quán)，這款火箭已經(jīng)為 MACH-TB 計劃進行了多次成功的高超音速試驗發(fā)射。HASTE 采用碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)和3D 打印的盧瑟�；鸺l(fā)動機。它是電子兩級運載火箭的一種變體，是美國每年發(fā)射次數(shù)第二多的軌道火箭。
美國國防部(DoD) 測試資源管理中心主任喬治·拉姆福德 (George Rumford) 表示：“我們很高興能憑借這項獎項繼續(xù)推動MACH-TB 計劃的成功。MACH -TB 是加速科學(xué)技術(shù)試驗進入下一代、實現(xiàn)我國飛躍式高超音速能力的重要工具。”
Rocket Lab 全球發(fā)射服務(wù)副總裁 Brian Rogers 補充道：“我們很高興成為 Kratos 領(lǐng)導(dǎo)的 MACH-TB 計劃下一輪迭代團隊的一員，并準(zhǔn)備通過我們的 HASTE 運載火箭為美國國防部提供更高節(jié)奏的高超音速技術(shù)。迄今為止，我們已證明能夠成功進行 HASTE 發(fā)射來測試這些新技術(shù)，這證明了我們與政府和行業(yè)合作伙伴一道致力于推動國家高超音速創(chuàng)新的能力。”
△高超音速系統(tǒng)概念圖。圖片來自 Kratos Defense & Security Solutions, Inc.
火箭實驗室加速高超音速飛行
MACH-TB 2.0 由國防部研究與工程部副部長辦公室 (OUSD (R&E)) 下屬的測試資源管理中心(TRMC)建立。Kratos 被授予任務(wù)領(lǐng)域 1：系統(tǒng)工程、集成和測試 (SEIT) 的領(lǐng)導(dǎo)角色。這包括集成縮比、全尺寸和空中發(fā)射服務(wù)，以降低成本并增加高超音速飛行測試的頻率。
根據(jù)合同，Kratos 公司將領(lǐng)導(dǎo)一個分包商團隊，貢獻系統(tǒng)工程、裝配、集成和測試(AI&T)、任務(wù)規(guī)劃和執(zhí)行以及發(fā)射能力方面的專業(yè)知識。除了 Rocket Lab 之外，分包商團隊還包括Leidos、Koda Technologies、Corvid Technologies、Northwind、JRC、Stratolaunch、CFDResearch、PAR Systems、明尼蘇達大學(xué)和普渡大學(xué)。
Kratos 總裁兼首席執(zhí)行官Eric DeMarco 表示：“這一項目里程碑彰顯了我們堅定不移的承諾，即進行前期投資，快速開發(fā)并率先向市場推出價格合理、滿足作戰(zhàn)人員不斷變化的需求的關(guān)鍵任務(wù)解決方案。MACH-TB 2.0 項目獎項是 Kratos 未來一年有機增長預(yù)測和期望的重要組成部分。”
Rocket Lab 的 3D 打印 HASTE 運載火箭將在新的 MACH-TB 2.0 計劃中發(fā)揮關(guān)鍵作用。運載系統(tǒng)采用了 Electron 中的許多技術(shù)，包括一個經(jīng)過改進的 Kick Stage，且針對高超音速測試進行了優(yōu)化。它還擁有高達 700 公斤/1,540 磅的有效載荷能力。迄今為止，HASTE 和 Electron 發(fā)射器已從美國和新西蘭的基地共部署了 200 多個有效載荷。
增材制造是這一成功的關(guān)鍵。據(jù) Rocket Lab 稱，盧瑟福發(fā)動機于 2017 年首次發(fā)射，是首個使用 3D 打印制造所有主要部件的發(fā)動機。
Rocket Lab創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Peter Beck 此前曾表示，增材制造是公司能夠?qū)崿F(xiàn)前所未有的發(fā)射頻率的關(guān)鍵因素。據(jù)報道， 3D 打印火箭發(fā)動機每 24 小時可生產(chǎn)一次，比傳統(tǒng)制造業(yè)長達數(shù)月的交貨時間要快得多。
去年，這家航空航天制造商宣布將利用一臺 90 噸重的 3D 打印機生產(chǎn)新型可重復(fù)使用的中子運載火箭，據(jù)稱這是歷史上最大的碳復(fù)合材料火箭結(jié)構(gòu)。這些火箭將由 Rocket Lab 的新型3D 打印可重復(fù)使用火箭發(fā)動機Archimedes 提供動力。
△RocketLab 的 90 噸自動纖維鋪放 (AFP) 機。照片來自 Rocket Lab。
用于建造 Neutron 的定制自動纖維鋪放 (AFP) 機器高 39 英尺（12 米），每分鐘可鋪放 328 英尺（100 米）連續(xù)碳纖維復(fù)合材料。Rocket Lab 預(yù)計該系統(tǒng)將節(jié)省 150,000 小時的生產(chǎn)時間。
△電子火箭發(fā)射。圖片來自 Rocket Lab。
3D打印高超音速導(dǎo)彈
增材制造在幫助國防部滿足高超音速導(dǎo)彈日益增長的需求方面發(fā)揮著重要作用。面對全球供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)，五角大樓已轉(zhuǎn)向美國企業(yè)，以打造強大而可靠的國內(nèi)供應(yīng)鏈。
去年，加州航空航天公司Aerojet Rocketdyne獲得了國防部價值 2200 萬美元的合同，用于 3D 打印原型高超音速推進系統(tǒng)。L3Harris Technologies 的子公司正在為空氣呼吸式高超音速增材制造成熟度(GAMMA-H) 挑戰(zhàn)賽開發(fā)平臺。計劃旨在建立滿足現(xiàn)代高超音速空氣呼吸系統(tǒng)性能和環(huán)境要求的增材制造工藝。
Aerojet Rocketdyne 的原型機將于 2027 年交付，將通過精簡的生產(chǎn)流程制造，整合必要的步驟。據(jù)公司總裁 RossNiebergall 稱，這將創(chuàng)建一個更清晰的供應(yīng)鏈，從而實現(xiàn)進度和成本效率。
另一方面，美國國防公司洛克希德·馬丁正在 3D 打印Mako 高超音速導(dǎo)彈的關(guān)鍵部件。具體來說，金屬增材制造被用于制造武器的尾翼和制導(dǎo)部分。據(jù)報道，后者的生產(chǎn)速度是傳統(tǒng)制造方法的十倍，成本僅為傳統(tǒng)制造方法的十分之一。
值得注意的是，據(jù)報道，洛克希德公司可能在英國制造導(dǎo)彈，這與他們一貫以美國為中心的做法大相徑庭。這項技術(shù)共享計劃可能通過 2021 年簽署的英國和澳大利亞三邊軍事聯(lián)盟 Aukus 協(xié)議來實現(xiàn)。
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