是否會有3D打印的自噬Autophage導彈？

南極熊導讀：一年前，格拉斯哥大學首次公開展示了“自噬”（Autophage）火箭發(fā)動機項目的進展，該項目旨在通過創(chuàng)新技術顯著提高火箭發(fā)動機的效率。這些基于聚合物的發(fā)動機設計能夠按照預定的順序自我消耗。通過精心優(yōu)化結構，發(fā)動機利用熔化的聚合物組件（這些組件原本作為結構部件）來增強液體推進劑的效果，從而在火箭推進過程中發(fā)揮作用。

這種火箭可以更小、所需材料更少、飛行距離更遠。隨著推進所需升力的減少，此類系統(tǒng)的整體效率和性能將得到大幅提升。

△X-Bow工程師正在工作

3D打印固體燃料火箭發(fā)動機

隨著航天技術的不斷進步，美國正尋求新的設計方向以提升國防航天能力。在現有庫存逐漸耗盡的背景下，固體燃料火箭發(fā)動機技術的發(fā)展成為了一個焦點。這一技術不僅能夠增強現有的火箭系統(tǒng)，同時也為新一代火箭的開發(fā)提供了強大的動力支持。

在這一領域，Xair Robotics自2015年起就一直處于領先地位，率先將3D打印技術應用于固體燃料火箭發(fā)動機的制造中。公司通過創(chuàng)新的制造方法，大大提高了火箭發(fā)動機的生產效率和性能。

另一家創(chuàng)新型企業(yè)X-Bow，成立于2016年，已經與NASA以及多個航天機構建立了緊密的合作關系。這家公司致力于大規(guī)模生產低成本的固體燃料火箭發(fā)動機，通過突破性的制造工藝，為航天領域帶來了革命性的變化。與此同時，Firehawk Aerospace采取了獨特的研發(fā)路徑，專注于利用專有的材料擠壓技術制造混合火箭發(fā)動機。它們的創(chuàng)新方法為固體燃料火箭發(fā)動機的性能提升提供了新的可能性。

在眾多參與者中，Ursa Major已經脫穎而出，成為固體燃料火箭發(fā)動機技術領域的佼佼者。它最近贏得了美國海軍開發(fā)固體火箭發(fā)動機的重要合同。

導彈制造能力差距

美國空軍研究實驗室和相關組織一直在推廣“盒子里的火箭工廠”概念，旨在通過本地化生產提高導彈制造的效率和補充軍火庫。盡管這項技術主要用于補充軍火庫和提高生產效率，但更深遠的意義在于實現導彈的本地化生產。美國目前無法生產足夠的導彈來應對大量潛在目標，導彈消耗數量將超出現有導彈庫存。無人機的廣泛使用也加劇了這一問題。美國在手持導彈、防空導彈和巡航導彈等領域的生產能力不足。

3D打印技術能夠有效地生產不同規(guī)模和數量的導彈，通過使用替代材料來減少對稀缺資源的依賴，并允許在主要基地現場制造，從而提高導彈生產的靈活性和效率。

雷神工程師正在檢查一臺采用3D打印機身的小型渦輪噴氣發(fā)動機

3D打印導彈

雷神公司等企業(yè)正在積極研究利用3D打印技術制造完整的導彈，涵蓋從電子設備、外殼、支柱、彈頭、傳感器、發(fā)動機、控制面、雷達組件、射頻組件、液壓系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、執(zhí)行器、主發(fā)動機，到尾翼和導引頭的小型發(fā)動機、萬向架、線路、減震器等幾乎所有部件。這種全面的3D打印方法不僅提升了生產速度和效率，還帶來了諸多額外的優(yōu)勢。

零件的整合和重量的減輕是最顯著的好處之一。許多部件可以實現多功能設計，例如，電池外殼同時充當電池的功能。3D打印技術使保形部件的尺寸大大減小，同時還能實現特定的增強功能，如更高效的液壓系統(tǒng)或改進的彈頭設計。因此，目前美國3D打印導彈的商業(yè)潛力巨大，應用前景可與植入物技術相媲美。

雷神公司3D打印的演示導彈

3D打印優(yōu)勢

僅就一個部件（例如用于導彈翼片控制的伺服閥）而言，這些優(yōu)勢就揭示了 3D 打印在導彈設計方面的革命性潛力：

*性能增強：
-更加高效。
-響應更快。
-減輕質量。
-流動性更好。
-精度更高。
-可靠性更高。
-專門針對該導彈的需要而定制，而不是通用或跨應用的設計。

*生產和集成優(yōu)勢：
-保形或部分保形設計，以精確適應導彈結構。
-在特定位置按需生產。
-提高產量以滿足需求。
-與鑄造或鍛造相比，交貨時間大大縮短。
-提高購買飛行比，最大限度地減少材料浪費。

*經濟及勞動力優(yōu)勢：
-減少在生產和最終組裝過程中對手工勞動的依賴。
-更小的生產占地面積。
-減少工具和備件的資本支出。

*設計協(xié)同作用：
-集成功能（例如，外殼可兼作電池）。
-通過進一步減少零件數量，產生連鎖效應，降低整體重量。
-這些優(yōu)勢不僅限于伺服閥。它們還擴展到射頻組件、執(zhí)行器、接線等。這種創(chuàng)新水平預示著導彈設計的革命，實現了前所未有的性能、效率和適應性。

自噬導彈系統(tǒng)

南極熊有個大膽的想法，將這些優(yōu)勢應用于導彈的多個部分——甚至可能將某些部件或幾乎整個導彈改造成自噬系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)不僅能執(zhí)行上述所有功能，還能使諸如閥門等元件在使用過程中充當燃料。潛在影響是巨大的：除了性能的顯著提升外，這種自噬系統(tǒng)還能確保導彈在使用后不會留下任何痕跡，從而防止敵方追蹤。

然而，實現完全燃燒，特別是在使用鎳基或鈦等高性能合金材料時，是一項挑戰(zhàn)。那么，如果整個火箭都采用塑料（例如ABS或PEEK）材料制成呢？這種材料不僅減輕了重量，還大大簡化了制造過程。當然，這種創(chuàng)新也引發(fā)了一個問題：它是否可能會無意中加速導彈的擴散，因為FDM桌面3D打印機的普及可能會使得生產導彈部件變得更加容易。