2025年3月24日,南极熊获悉,美国国防部 (DoD) 已向X-Bow Launch Systems提供额外资金,用于支持固体火箭发动机的研发。这些发动机代表了增材制造 (AM) 领域中一个快速发展的领域。与其他类型的火箭发动机相比,固体火箭发动机可能更具成本效益、更易于生产且更具可扩展性。它们的设计包含更少的组件(尤其是昂贵的组件),并使用可增强功能的专用 3D 几何形状,从而可能使其制造效率大大提高。
随着对太空推进系统的需求不断增长、发射能力迅速扩大以及美国和欧洲的导弹库存急剧减少,固体火箭发动机已成为战略重点。最引人注目的优势之一是,单个生产单元和技术平台有可能制造整个系列的发动机。这种自动化、生产能力和灵活性水平引起了航天工业和军事规划人员的极大兴趣。
西班牙公司 Supernova 已获得增材制造领域的合同,而 Northrop 已将工作授予GKN。UrsaMajor成为主要受益者,赢得了美国海军的一份重要合同。与此同时,X-Bow于 2016 年专为开发 3D 打印固体火箭发动机而成立,并于 2022 年从隐身模式中脱颖而出,已获得 AFRL、NASA 和 DARPA 的资助。X-Bow承诺提供可配置且可快速定制的大规模发动机。
X-Bow公司还参与了 RocketFactory In-a-Box 计划,该计划旨在实现火箭发动机全球集装箱化和本地化生产。能够在冲突地区附近制造导弹并几乎无限量地生产防空弹药,同时降低太空发射成本,这是该领域投资的主要驱动力。
X-Bow 目前又获得了 985 万美元的资金,用于推进固体火箭发动机的生产,补充了之前 1882 万美元的项目。虽然按照大多数标准来看,这笔钱是一笔不小的数目,但与通常用于更具投机性的太空项目的巨额资金相比,这笔钱似乎出奇地少——尤其是考虑到固体火箭发动机的巨大潜力。
这项由空军测试中心监督的新计划专注于推进剂开发,预计将于 2026 年 9 月完成。此前,X-Bow于2022 年从 DARPA获得了300 万美元,于 2023 年从 AFRL获得了 140万美元。除了 SBIR 资金外,该公司还通过 NEST OTA计划获得支持,包括794 万美元用于浆料材料开发、611 万美元用于测试以及 390 万美元和 290 万美元用于设计工作——这些资金是去年刚刚授予的。不容忽视的是,73.3 万美元专门用于“420 加仑搅拌装置”的制造,这无疑是一个关键组件。
截至目前,X-Bow 已累计获得美国政府约9700 万美元的资助。虽然这笔投资不小,但与投入到火星种植蔓越莓等投机性太空项目的数百万美元相比,这种投资似乎更为紧迫和实际。鉴于目前美国力量投射的限制、无人机防御地对空导弹的短缺以及美国主导的全球秩序的广泛侵蚀,固体火箭推进为紧迫挑战提供了短期解决方案。同时,它为满足未来的战略需求和扩大美国在太空领域的领导地位奠定了基础。
除了 Supernova 和主要的航空航天公司外,很少有公司对 3D 打印固体火箭发动机表现出浓厚的兴趣。Orbital ATK早在 2017 年就展示了一款 3D 打印发动机,证明了相关基础研究已经存在多年。与此同时,很明显,各国都在探索该技术在导弹和火箭中的应用——其中很多可能是秘密进行的。该领域参与者的长期投入和默默坚持表明,开发固体火箭发动机比许多人最初想象的要复杂得多。
然而,很少有 3D 打印应用能够产生如此深远的影响——无论是字面意义上还是形象意义上。增材制造带来的成本降低和模块化可能会影响未来冲突的结果,同时还能为国防和航天领域带来巨大的成本节约。增材制造领域的更多公司应该关注固体火箭发动机的开发——这很可能是该行业最重要的领域之一。
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