航空航天應(yīng)用爆發(fā),！BAE利用3D打印制造新型TEMPEST戰(zhàn)斗機(jī)原型

2024年7月26日，南極熊獲悉,，英國航空航天公司BAE 系統(tǒng)公司正在生產(chǎn)超音速演示機(jī)以支持全球作戰(zhàn)航空計(jì)劃(GCAP),。 這架有人駕駛的飛機(jī)原型機(jī)將用于測試一系列新技術(shù)，包括隱身兼容功能,。這些測試將成為 40 年來英國首架空中作戰(zhàn)演示機(jī),，將支持 Tempest下一代戰(zhàn)斗機(jī)的開發(fā),。

GCAP 于 2022 年啟動(dòng)，將日本的 FX 項(xiàng)目與英國和意大利的Team Tempest項(xiàng)目結(jié)合起來,。該項(xiàng)目旨在到 2035 年生產(chǎn)出第六代超音速戰(zhàn)斗機(jī),。BAE 與意大利國防承包商Leonardo和日本制造商三菱重工共同領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)目。   

這家英國國防公司正在利用增材制造技術(shù)生產(chǎn)演示機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件,，其中大部分都在英國制造,。BAESystems 的 Tempest 負(fù)責(zé)人 PaulWilde 表示：“現(xiàn)在飛機(jī)上的某些部件除了使用增材制造工藝外，沒有其他方法可以制造,�,！�

據(jù)悉，3D打印在Tempest飛機(jī)的研發(fā)和制造中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,。BAE此前聲稱,，Tempest飛機(jī)30%的部件將采用3D打印。

該公司還公布了 GCAP 戰(zhàn)斗機(jī)的最新設(shè)計(jì),，本周在范堡羅國際航空展上展示了一架實(shí)物大小的 Tempest 復(fù)制品,。該模型采用了新的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，包括比以前的概念機(jī)翼展更大,。據(jù)報(bào)道,，這將改善飛機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)性能。   

△范堡羅國際航空展上的 BAE 系統(tǒng) Tempest 模型,。照片來自 BAE 系統(tǒng)

BAE 3D 打印第六代戰(zhàn)斗機(jī)

BAE 官員報(bào)告稱,，該驗(yàn)證機(jī)于 5 月通過了關(guān)鍵設(shè)計(jì)評審 (CDR)。目前,，飛機(jī)原型機(jī)重量的一半已經(jīng)制造或組裝完畢,，前部中央、后部和機(jī)翼部分正在建造中,。結(jié)構(gòu)部件正在使用增材制造工藝生產(chǎn),，包括工業(yè) 3D 打印和熱等靜壓(HIP)。

HIP 在高溫高壓下將鈦粉壓制在一起,，生產(chǎn)出金屬部件,。這最大限度地減少了浪費(fèi)，并大大縮短了鍛造相關(guān)的交貨時(shí)間,。據(jù) BAE 稱,，項(xiàng)目工程師在生產(chǎn)結(jié)構(gòu)部件時(shí)還利用了增材制造設(shè)計(jì) (DfAM)。

增材制造節(jié)省的時(shí)間很可能在縮短“暴風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)的開發(fā)時(shí)間方面發(fā)揮關(guān)鍵作用,。該飛機(jī)將在簽署三邊協(xié)議后僅 12 年交付,。這大約是生產(chǎn)上一代歐洲戰(zhàn)斗機(jī)“臺(tái)風(fēng)”所用時(shí)間的一半。

據(jù)英國《金融時(shí)報(bào)》報(bào)道,，BAE 正在使用 3D 打印模具,，用于制造 Tempest 的碳纖維部件,。這些“模具工具”傳統(tǒng)上由鋼制成，使用傳統(tǒng)制造方法通常需要 26 周才能生產(chǎn)出來,。使用增材制造,，BAE 可以在短短三周內(nèi)制造出完整的工具。  

△超音速演示機(jī)的一半重量目前都處于制造或組裝階段,。圖片來自 BAE 系統(tǒng)公司。

通過打造“暴風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī),，GCAP 力圖打造出世界上最先進(jìn),、互操作性最強(qiáng)、適應(yīng)性最強(qiáng),、聯(lián)網(wǎng)能力最強(qiáng)的戰(zhàn)斗機(jī)之一,。該戰(zhàn)斗機(jī)將配備智能武器系統(tǒng)、軟件驅(qū)動(dòng)的交互式駕駛艙和集成傳感器,。據(jù)報(bào)道,，下一代雷達(dá)將提供比現(xiàn)有系統(tǒng)多 10,000 倍的數(shù)據(jù)。

BAE公司稱,，“暴風(fēng)”還將成為自1958年布萊克本“海盜”以來,，第一架配備“集成有效載荷艙”的英國制造的戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)。此外,，這款超音速戰(zhàn)斗機(jī)有望成為第一個(gè)采用金字塔航空電子設(shè)計(jì)架構(gòu)的飛行平臺(tái),，從而提高其適應(yīng)性。BAE 的演示器將為未來作戰(zhàn)空中系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),、方法和工具提供證據(jù),。

在蘭開夏郡沃頓，來自 BAE 系統(tǒng)公司,、勞斯萊斯公司和英國皇家空軍(RAF)的試飛員已經(jīng)在演示機(jī)的飛行模擬器上度過了超過 215 個(gè)小時(shí),。雖然 Tempest 演示機(jī)是英國自主研發(fā)的，但從中吸取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)將反饋到三國 GCAP 計(jì)劃中,。

日本已經(jīng)試飛了其未來戰(zhàn)斗機(jī)演示機(jī)三菱 X-2,，該機(jī)于 2016 年首次試飛。根據(jù)目前的計(jì)劃,，BAE 的演示機(jī)預(yù)計(jì)將在未來三年內(nèi)試飛,。

△2024年范堡羅國際航展上亮相的下一代戰(zhàn)斗機(jī)新概念模型的 CGI。圖片來自 BAE 系統(tǒng)公司,。

3D打印戰(zhàn)斗機(jī)

西方國家正通過采用增材制造技術(shù)生產(chǎn)戰(zhàn)斗機(jī),，以期在日益緊張的地緣政治環(huán)境中占據(jù)優(yōu)勢。然而,，俄羅斯和中國也采用 3D 打印技術(shù)來提高其軍用飛機(jī)的生產(chǎn)能力,。

俄羅斯軍方此前曾使用3D 打印技術(shù)升級米格 31 戰(zhàn)斗機(jī),。升級由UEC-Perm Motors和國有企業(yè)Rostec集團(tuán)的子公司 UEC-Star進(jìn)行，顯著提高了攔截機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)性能,。

據(jù)報(bào)道,，UEC-Perm Motors 和 UEC-Star 的工程師用 3D 打印技術(shù)打印了米格 D-30F6 發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件，使其性能達(dá)到了“新的質(zhì)量水平”,。據(jù)報(bào)道,，額外的研發(fā)使生產(chǎn)“本土發(fā)動(dòng)機(jī)”成為可能，這些發(fā)動(dòng)機(jī)的性能“好得多”,。在此之前,，Rostec 獲得了俄羅斯工業(yè)和貿(mào)易部的許可，可以批量生產(chǎn) 3D 打印航空零部件,。此前,，俄羅斯政府支持對增材制造的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了成功測試。   

另外,，據(jù)報(bào)道,，國內(nèi)沈陽飛機(jī)工業(yè)公司（SAC）已在戰(zhàn)斗機(jī)生產(chǎn)中廣泛使用3D打印。據(jù)悉,，增材制造技術(shù)可使飛機(jī)部件組件更輕,、更耐用。 2022年,，沈陽飛機(jī)工業(yè)公司工藝研究所李曉丹博士對中央電視臺(tái)說：“前不久首飛的新型飛機(jī)上,，大量采用了3D打印部件。我們在工程層面上大規(guī)模應(yīng)用3D打印技術(shù)在飛機(jī)上,，處于世界領(lǐng)先地位,。”   

△沈飛的沈陽 FC-31 隱形戰(zhàn)斗機(jī),。照片來自《南華早報(bào)》,。