這是一場(chǎng)高超音速武器的開(kāi)發(fā)競(jìng)賽。美國(guó)軍方研發(fā)人員正在開(kāi)發(fā)一種能夠以五倍音速突破目標(biāo)防御系統(tǒng)的導(dǎo)彈?，F(xiàn)在看來(lái)，一項(xiàng)原本與之無(wú)關(guān)的尖端技術(shù)——3D打印，有可能成為制造高超音速武器的關(guān)鍵。

這背后的秘密在于，要制造出高超聲速的系統(tǒng)，就需要一些非常特殊的材料和形狀非常復(fù)雜的部件，常規(guī)制造方法很難實(shí)現(xiàn)他們，而這些卻都是3D打印技術(shù)的長(zhǎng)項(xiàng)。

“在高速武器領(lǐng)域，（3D打?。┘夹g(shù)成為基本的工具，因?yàn)樗鞘褂锰厥獠牧现圃齑笮徒Y(jié)構(gòu)的唯一途徑。”雷神公司先進(jìn)導(dǎo)彈系統(tǒng)負(fù)責(zé)人Tom Bussing說(shuō)。“你可以“生長(zhǎng)”出這些部件?！?/span>

在一臺(tái)3D打印機(jī)中“生長(zhǎng)”部件可以直接制造出比傳統(tǒng)的制造工藝復(fù)雜得多的形狀。而后者通常先要用模具鑄造出基本形狀，然后切削至所需要的形狀。

例如，冷卻對(duì)于各種發(fā)動(dòng)機(jī)都至關(guān)重要。甚至普通客機(jī)的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)溫度也通常在其部件材料熔點(diǎn)的400度以上，要使其保持良好的狀態(tài)，只有通過(guò)復(fù)雜的冷卻通道網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在想想一架高超音噴氣式飛機(jī)以10倍于其的速度穿過(guò)空氣，也就是超過(guò)5馬赫的速度，那得產(chǎn)生多高的溫度，對(duì)冷卻系統(tǒng)的要求又得多高？

因此如果你想要在一件傳統(tǒng)制造的部件上加上冷卻管道，就必須在上面鉆出成群的孔（希望你沒(méi)有削弱它太多）。而如果你想要在3D打印部件中擁有冷卻管道的話(huà)，只需要設(shè)計(jì)好管道路徑，在打印的時(shí)候一并打印出來(lái)即可。更重要的是，如果您在傳統(tǒng)制造的部件上去鉆那些冷卻管道時(shí)，它們往往是直的；而通過(guò)3D打印的話(huà)則可以生成螺旋或者其它的精巧形狀以更有效率的散熱。

“如果它效率更高，就意味著您可以把它變得更小?！?span>Bussing說(shuō)：“那么它就會(huì)持續(xù)的時(shí)間更長(zhǎng)，飛得更遠(yuǎn)。”

目前雷神公司已經(jīng)在一些武器部件的制造中使用3D打印技術(shù)了，比如在阿富汗的美軍中使用的Excalibur精確制導(dǎo)炮彈。未來(lái)，"我們正在考察用增材制造技術(shù)生長(zhǎng)出整個(gè)武器?！?/span>Bussing說(shuō)：“我們剛剛在某種獨(dú)特的機(jī)器上進(jìn)行了一項(xiàng)大的投資來(lái)做一些非常、非常大的結(jié)構(gòu)?！?/span>

至少，其中的一些大結(jié)構(gòu)可能會(huì)用于高超聲速飛行器。雷神公司目前正在與洛克希德·馬丁公司競(jìng)爭(zhēng)兩個(gè)DARPA項(xiàng)目，并可能在其中使用3D打印技術(shù)。據(jù)天工社了解，這兩個(gè)項(xiàng)目分別是：戰(zhàn)術(shù)助推滑翔（TBG）和高超聲速吸氣式武器概念（HAWC）。

戰(zhàn)術(shù)助推滑翔是已經(jīng)經(jīng)過(guò)俄羅斯和中國(guó)測(cè)試的技術(shù)：當(dāng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)將導(dǎo)彈速度提高到超音速之后，它會(huì)滑向目標(biāo)。其目的是要讓導(dǎo)彈像擲出的石頭在水面上打水漂那樣在空氣中“打水漂”，從而使其能夠以極快的速度飛行很遠(yuǎn)的距離。這項(xiàng)研究需要在空氣動(dòng)力學(xué)、穩(wěn)定性、控件以及材料方面取得進(jìn)展，Bussing說(shuō)。3D打印技術(shù)可以在所有這些領(lǐng)域提供幫助。

相比之下，“吸氣式”高超聲速飛行器，則總體上依靠自己噴氣產(chǎn)生的動(dòng)力來(lái)飛行，這種方法比助推滑翔的飛行距離少一些，但是機(jī)動(dòng)性更好，而且相關(guān)的吸氣設(shè)備也要小得多。火箭必須攜帶大量的氧化劑來(lái)燃燒它的燃料，而噴氣式飛機(jī)只需吸大氣中的氧氣就可以了。但是正常的噴氣式飛行器在以5馬赫以上的速度移動(dòng)時(shí)要從空氣中吸氣還是需要一些突破性的設(shè)計(jì)的——再一次，3D打印技術(shù)可以用來(lái)制造各種古怪的形狀。