3D 打印或将支持英国新推出的 10 亿英镑高超音速导弹计划

2024年6月12日，南极熊获悉，英国的90个机构已被选中支持首批先进高超音速导弹的研发。这些实体包括大学和全球武器制造公司，现在有资格通过英国高超音速技术和能力发展框架（HTCDF）竞标八份合同。

这些合同由英国国防部高超音速小组牵头，为期七年，价值高达 10 亿英镑。合同授予将由英国官方国防采购机构国防装备与支持部(DE&S) 管理。

多个 HTCDF 机构都有将 3D 打印用于航空航天和国防应用的经验。其中包括BAE Systems、Raytheon、Lockheed Martin和Skyrora等大型制造公司。因此，增材制造可能将在英国新型高超音速导弹系统的开发中发挥关键作用。

国防和采购部长詹姆斯·卡特利奇评论道：“高超音速技术将成为未来的一项里程碑式能力，我们必须跟上对手的发展步伐。该框架向英国工业界发出了明确的需求信号，表明我们有意开发高超音速技术，这对于近 50% 的供应商（即中小型企业）来说至关重要。”

HTCDF 将每 6 至 12 个月重新向新供应商开放一次，使国防部能够利用新技术和新兴市场能力。

△高超音速导弹的数字渲染图。图片来自国防部。

增强英国的高超音速导弹能力  

HTCDF 于 2023 年 12 月首次宣布，旨在加速英国首个自主高超音速打击能力的开发，并为“高超音速和相关技术的未来作战要素”提供市场途径。

继英国首相宣布到 2030 年将GDP 的 2.5% 用于国防之后，这一举措是整个国防部加快国防采购的更广泛运动的一部分。这将意味着未来六年额外支出 750 亿英镑。

选定的HTCDF机构将提供服务和物资，以支持高超音速技术的研究、开发和测试。这八份合同包括：设计与集成；建模、仿真、测试与评估；机身与发电；低技术准备水平（TRL）概念；杀伤力包（包括弹头和引信）；推进，包括液体和固体推进剂；机载计算；以及导引头。

DE&S 称，新的高超音速导弹计划将按计划实施，八个批次框架将协调采购和开发目标。据报道，这将消除经常阻碍能力获取的挑战，促进敏捷的上市途径。

值得注意的是，近一半符合条件的供应商都是中小型企业 (SME)，其中大多数位于英国。这将使国防部能够利用英国的大量人才并建立安全的国内供应链。

英国高超音速技术团队主任保罗·威尔逊解释说：“在一个动荡的世界里，战场不断演变，英国国防部认识到需要敏捷性，以确保我们能够快速开发和提供我们武装部队所需的能力，以保护我们和我们盟友的利益。”

△英国国防部标志。照片来自国防部。

英国新型高超音速导弹将采用 3D 打印？

虽然目前尚不清楚增材制造将在 HTCDF 中发挥什么作用，但许多符合条件的机构可能会利用他们的 3D 打印技术和专业知识。

BAE Systems 在航空航天和国防应用的 3D 打印方面拥有丰富的经验。2017 年，该公司与比利时精密工程公司Asco Industries合作开发 3D 打印工艺，以推进欧洲战斗机台风飞机的制造。2020 年，它与金属 3D 打印机制造商Renishaw合作，通过增材制造改进战斗机的生产。

此外，BAE 还是全球作战航空计划(GCAP)的主要合作伙伴。GCAP 是英国、意大利和日本之间的合作项目，旨在到 2035 年生产出第六代Tempest 超音速喷气式飞机。

这一较短的开发时间将通过增材制造技术实现。BAE 计划用 3D 打印技术打印 30% 的战斗机部件，并且已经在用 3D 打印模具来制造 Tempest 的纤维部件。  

洛克希德·马丁公司也采用了3D 打印技术制造战斗机。2019 年，这家航空航天公司与空客德国子公司Premium AEROTEC合作，确定了 F-35 Lightning II 战斗机中可使用增材制造技术生产的零部件。  

最近，洛克希德与金属 3D 打印机制造商Velo3D和航空零件检测公司Vibrant合作，3D 打印高超音速冲压喷气发动机。

雷神公司在 3D 打印领域也拥有显赫的声誉。该公司已经为美国国防部开发了3D 打印军用光学器件。

欧洲专利局（EPO）的数据显示，雷神公司在2001年至2020年期间提交了1,441份与3D打印相关的国际专利家族（IFP）申请，这一数字在此期间 仅次于通用电气（GE）。

位于爱丁堡的私人火箭制造商 Skyrora 也被选中成为 HTCDF 的一部分。该公司在3D 打印火箭发动机方面拥有悠久的历史，包括其最新的 70kN 型号，该型号于去年开始全程测试。

△GCAP 战斗机的想象图。图片来自 BAE Systems。

3D打印武器系统

增材制造在先进武器系统生产中的应用在全球范围内正在增长。今年早些时候，火箭发动机制造商UrsaMajor与美国海军签署了一项合同，为标准导弹 (SM) 项目设计、制造和测试3D 打印原型固体火箭发动机(SRM)。该原型针对可制造性和可靠性进行了优化，将使用该公司的 Lynx AM 技术进行生产

该合同是在海军能源系统和技术 (NEST) 计划下签署的，旨在为 Mk 104 双火箭发动机开发一种新的 3D 可打印设计。该推进系统为美国的 SM-2、SM-3 和 SM-6 导弹提供动力。

此外，2022 年，据宣布，由推进系统制造商Aerojet Rocketdyne制造的超燃冲压发动机作为美国高超音速导弹研究项目的一部分成功进行了飞行测试。该发动机包括一个3D 打印驱动系统，使其制造所需的零件比之前的版本减少了 95%。