Mach-X团队获得500万美元融资，将3D打印和机器学习技术融入高超音速飞行器

2025年8月21日，南极熊获悉，美国亚利桑那大学的Mach-X工程团队已获得美国陆军500万美元的拨款，用于开发一种集成3D打印和机器学习的合金制造工艺。项目旨在生产高超音速飞行器的关键部件，其飞行速度至少是音速的五倍。

亚利桑那大学负责研究与合作的高级副总裁托马斯·迪亚兹·德拉鲁比亚表示：“这项拨款体现了亚利桑那大学在高超音速和材料科学领域享有盛誉的专业知识，能够增强国家的国防能力。建立和培育此类研究伙伴关系有助于亚利桑那大学塑造未来并应对紧迫挑战，我们非常期待看到 Mach-X 团队的设计成果。”

△Mach-X团队。照片来自亚利桑那大学。

推进高超音速飞行器材料

研究团队由材料科学与工程系主任 Sammy Tin、Patrick R. Taylor 领导，成员包括 KrishnaMuralidharan、Oana Cazacu、AndrewWessman、Benoit Revil-Baudard、RonLiang、Tribikram Kundu 和 KavanHazeli，正与雷神公司（RTX 旗下子公司）合作，使用能够承受极端热环境的镍基合金开发原型。

据 Tin 介绍，这些部件必须在承受巨大机械应力的同时，长时间承受超过 1,100 摄氏度的高温，并保持完整性。

此前，陆军已于2025年初拨款310万美元用于耐火合金研究。克雷格·M·伯格工程学院院长戴维·W·哈恩表示：“这些意义非凡的奖项进一步证明了亚利桑那大学在高超音速研究领域的领先地位。这笔资金将学术界、政府和工业界汇聚在一起，以扩大研究能力，同时支持国家在国土安全和技术领域的优先事项。”

△高超音速系统概念图。图片来自 Kratos Defense & Security Solutions, Inc.

3D打印与机器学习的融合

Tin 解释说，团队的主要任务是确定最佳金属成分，并设计出耐用的3D打印微结构。为了支持这项工作，他们将应用机器学习和先进的非线性声学检测（一种利用声波评估打印部件完整性的无损技术）来改进和微调制造工艺。

Muralidharan表示：“我们可以在制造零件时评估质量，并在必要时当场调整工艺流程。”他指出，新方法建立在昆杜的研究基础之上。

机器学习将进一步模拟打印件的形态。Muralidharan说道：“我们将在更简单的部件上训练算法，并用它来解读测试过程中的声学响应。这将非常有把握地告诉我们是否存在缺陷以及哪些结构能够正常工作。”

高超音速飞行器的进步

今年2月，普渡大学应用研究所(PARI)的研究人员宣布，他们正在探索3D打印深色陶瓷的方法，从而为高超音速飞行器制造复杂的耐热部件。他们的目标是开发高超音速飞行器部件的复杂形状，同时提高可扩展性和效率。在普渡大学材料工程学院的Rodney Trice教授的带领下，研究团队正在使用数字光处理 (DLP) 技术将这些陶瓷用于增材制造。这台3D打印机位于PARI的高超音速先进制造技术中心(HAMTC)。

此外，航空航天制造商通用电气航空航天公司（GE Aerospace）展示了一款新型高超音速双模冲压发动机。据称，这款新型冲压发动机可以实现各种多任务飞机的高速飞行和远距离飞行。据报道，在俄亥俄州埃文代尔的洁净空气、连续流、高速推进测试设施中进行测试后，这款高超音速发动机的性能超出了预期。它展示了双模冲压发动机的稳健运行，并且与之前试飞的高超音速技术演示器相比，气流增加了三倍。