仿真與3D打印重塑超音速飛行未來的單座測試飛機
2019年6月，美國武器開發商雷神公司(Raytheon)宣布與諾格公司(Northrop Grumman)合作開發一種稱為吸氣式高超音速概念的武器(HAWC)，兩公司合作的產品已準備好進行首飛，其中諾格負責制造超燃沖壓發動機，雷神則制造飛行器。諾格公司打算完全通過3D打印的方式來制造超燃沖壓發動機全部的零件，這是全球首例。
而如今，3D打印不僅在超燃沖壓發動機方面，而是在包括碳纖維材料及更多零件的制造方面，重塑超音速飛機的飛行未來。
仿真結合3D打印
Boom開發的Boom XB-1并非是客機尺寸，而是縮小版的Overture超音速飛機的原型，這個原型將對大型噴氣式飛機的成功至關重要的組件進行測試。
Boom超音速飛機的開發與組裝現場
Boom將于2020年10月7日舉行XB-1的現場公開演示，該飛機將測試并演示用于開發更大的超音速Overture的原理，Overture是一架針對商業運營商的客機。通過XB-1將證明安全、高效和可持續的超音速旅行的關鍵技術。
Boom超音速飛機
較小的飛機與Overture的不同之處在于，它擁有三臺現成的J85通用電氣發動機，并使用加力燃燒器進行超音速飛行。不過這兩種飛機相同的地方是都將從模壓碳纖維復合材料中受益，該復合材料可提供出色的強度對重量比，更好地處理與超聲速相關的高溫。這些復合材料直到最近才獲得美國聯邦航空局（FAA）的批準。
Boom超音速飛機經歷數百種仿真迭代
這兩架飛機還利用計算機仿真軟件和3D打印的優勢，使得設計和制造過程更快、更高效。Boom的優勢在于可以在數百種計算機仿真中迭代和測試設計，相比于使用風洞對設計進行迭代，不僅成本高昂，而且非常耗時。
Boom超音速飛機
工程師能夠在飛機的設計過程中運行數千個計算機模擬計算，仿真和3D打印對提升Boom的設計效率很重要，基于市場對長途航空旅行的巨大需求，數十年的技術進步以及燃油效率的提高，Boom發力運行經濟性大大改善的超音速客機，通過下一步要開發的Overture以便使乘機的成本與目前的公務艙旅行相當，據稱已經獲得了日本航空和維珍航空的預定。
Boom還試圖通過使用最新的降噪技術來提高環保意識，確保其發動機的穩定性與低碳排放，面向可持續的航空燃料兼容，并建立LEED認證的裝配線。
關于碳纖維在飛機領域的應用，根據3D科學谷的市場研究，3D打印部件會在邊界處通過裂紋擴展、分層或發生其他失效缺陷。為了獲得熔融長絲制造的最佳材料性能，聚合物長絲和所得噴嘴擠出來的熔融材料必須具有均勻且光滑的表面。
Review
碳纖維
在這方面，美國硅谷的一家Arevo Labs公司通過對3D打印材料（和用于熔融長絲制造的噴嘴擠出物）實現更平滑和均勻的表面光潔度以提高材料性能并改善3D打印性能。而另外一家來自美國加州的企業Arris Composites最近還獲得了4850萬美金（約人民幣3.4億）的B輪融資，其目的是實現下一代大眾市場的連續纖維復合材料3D打印生產級應用。
Arris Composites通過其專有的Additive Molding™制造技術實現了高強度和輕量化復合零件的批量生產。通過這種新工藝，可以以與塑料成型產品相同的速度生產高級碳纖維材料。為了釋放應用端的潛力，Arris Composites為企業內部設計協作和應用工程團隊開發了獨特的軟件工具。現在，應用端可以通過Arris Composites的設備和軟件設計和生產以前不可能的產品，這些產品具有高度集成性，比金屬更堅固、更輕。
超音速發動機
l GE
發動機方面，2018年GE公司就宣布該公司已經完成了半個世紀以來首個商用噴氣式飛機專用超音速發動機和首個民用超音速發動機的初步設計。該公司將旗下Affinity渦扇發動機經行特殊改裝優化，采用了經過驗證的超音速飛行技術，能夠滿足Aerion AS2的超音速飛行要求。AS2客機可搭乘12名旅客，計劃2023年首飛，2025年交付運行。
l 洛克達因
其他制造商也在超音速發動機領域紛紛取得了巨大進展，根據3D科學谷的市場觀察，就在2019年6月，Aerojet Rocketdyne （洛克達因）宣布其為美國國家航空航天局(NASA)和美國國防高級研究計劃局(DARPA)制造的新型高超音速發動機已經成功通過測試。
Aerojet Rocketdyne 超音速推進技術的積累已超過了30年，Aerojet Rocketdyne的超燃沖壓發動機曾為創記錄的X-51A WaveRider測試提供動力。
l Orbital ATK
而早于2016年，美國軍工巨頭Orbital ATK對外公布，該公司在美國航空航天局(NASA)Langley研究中心成功測試了3D打印高超音速發動機燃燒室。3D打印高超音速發動機燃燒室不僅達到甚至超過了所有性能要求，而且也創造了同類設備中可承受最長持續時間推進風洞測試紀錄，標志著超音速航空技術更進一步。
l Reaction Engines
英國Reaction Engines公司也在設計和開發新一代創新超音速推進系統SABRE，其中也應用了3D打印技術。SABER是一種混合動力發動機，能夠在低空和高空飛行, 這種混合動力發動機的發展的一個重大突破是Reaction Engines專有的換熱器技術,在此熱交換過程中防止結冰的推進劑注射器系統使用3D打印增材制造技術制造。
高溫陶瓷
除了金屬3D打印技術在高超音速推進系統中的應用，根據3D科學谷的市場觀察，高溫陶瓷3D打印技術也是超音速飛行器制造領域突破的重點領域。3D打印兩類陶瓷。一類是大、 非常輕量級的點陣晶格結構，可以用于飛機和航天器的耐熱板及其他外部部件。一類是小但復雜零件用于噴氣發動機和火箭的機電系統或組件。
總體來說，3D打印技術與高超音速航天發動機制造經驗的結合，為研發下一代高超音速推進系統奠定基礎。
(責任編輯：admin)
Vertico推出可持續模塊化3
亞利桑那大學研發3D打印可
對比不同來源骨塊移植物：
交貨周期、材料浪費均減半
增材制造賦能運動裝備：Ca
美國CoAspire與Divergent
普惠公司推出新的
得克薩斯州將建成
美軍推進遠程3D混
3D打印的熱交換器
3D打印實現外固定
哥倫比亞大學采用
