美國武器開發(fā)商雷神公司(Raytheon)與2019年6月與諾格公司(Northrop Grumman)開始合作開發(fā)一種稱為吸氣式高超音速概念的武器(HAWC)，其中諾格負責制造超燃沖壓發(fā)動機，雷神則制造飛行器。諾格公司完全通過3D打印的方式來制造超燃沖壓發(fā)動機全部的零件，這是全球首例。該合作取得了積極的進展，近日，雷神和諾斯羅普的全3D 打印超燃沖壓發(fā)動機完成第二次高超音速武器飛行試驗。

根據(jù)3D科學谷的了解，超燃沖壓發(fā)動機將空氣以高速壓縮進入燃燒室內(nèi)，能讓飛行器可以長時間保持5倍音速以上。這種高超音速武器其定位就是吸氣式，是一種使用超燃沖壓發(fā)動機的飛行器，與美空軍數(shù)年前測試的X-51A的原理基本一致，需要在5馬赫以上的速度下完成進氣道進氣，這是超燃沖壓發(fā)動機的技術瓶頸。

目前，雷神與諾格成功完成了用于國防的超燃沖壓發(fā)動機動力高超音速吸氣武器概念 (HAWC) 的第二次飛行測試高級研究計劃署和美國空軍。正如 2019 年首次宣布合作伙伴關系時所揭示的那樣，諾斯羅普的超燃沖壓發(fā)動機完全是3D打印的。

這次飛行測試應用了從第一次飛行中獲得的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗教訓，以使相關的武器概念設計成熟。該測試滿足了所有主要和次要目標，包括展示戰(zhàn)術射程能力。

根據(jù)雷神導彈與防御公司先進技術總裁Colin Whelan，該測試展示了雷神與諾格如何迅速成熟了負擔得起的超燃沖壓發(fā)動機技術，這是吸氣式武器的基礎。隨著雷神與諾格推進高超音速系統(tǒng)，第二次 HAWC 試飛成功是美國的一個重要里程碑。

高超音速飛行器以極高的速度和高海拔運行，飛行測試期間，在從飛機上使用超燃沖壓發(fā)動機加速至高超音速后，飛行器飛行了工程師設計的軌跡，這些模型以真實世界的飛行數(shù)據(jù)為基礎，隨著系統(tǒng)的成熟被用于準確預測和提高高超音速飛行器的性能。

根據(jù)諾斯羅普，第二次飛行測試是朝著超燃沖壓發(fā)動機技術準備任務邁出的一大步，近 20 年的超燃沖壓發(fā)動機推進研究和開發(fā)已經(jīng)取得成果，顯著提升了美國的武器能力。

超燃沖壓發(fā)動機在燃燒前使用高車速強制壓縮進入的空氣，以實現(xiàn)以音速的5倍或更高的高超音速持續(xù)飛行。該系統(tǒng)使用廣泛可用的碳氫化合物燃料，并且由于它使用空氣進行燃燒，因此不必承受車載氧化劑的額外重量。

這些關鍵屬性允許制造一種安全、高效和戰(zhàn)術尺寸的遠程高超音速武器。通過以這樣的速度行進，HAWC 等高超音速武器可以比傳統(tǒng)導彈更快地到達目標，從而有可能避開防御系統(tǒng)。

自2019年以來，雷神與諾斯羅普一直在合作開發(fā)生產(chǎn)諾斯羅普的超燃沖壓發(fā)動機并將其集成到雷神的吸氣式高超音速武器上。他們的共同努力使兩家公司能夠生產(chǎn)吸氣式高超音速武器，這是下一代戰(zhàn)術導彈系統(tǒng)。該武器是美國國防高級研究計劃局耗資 2 億美元的 HAWC 項目的競爭對手之一，該項目是HAWC高超音速空氣呼吸武器概念的縮寫。

整個超燃沖壓發(fā)動機都是使用先進材料進行 3D 打印的，包括超燃沖壓發(fā)動機的燃燒室是通過3D打印-增材制造完成的，為高超音速助推導彈的超燃沖壓發(fā)動機提供了可承受性。雷神與諾斯羅普也在尋找減輕重量的方法，這樣就可以擁有更多的燃料、更多的有效載荷。

根據(jù)3D科學谷，由于空氣的摩擦，任何交通工具表面都會變得非常熾熱,高超音速飛行器在臨近空間/大氣層內(nèi)長時間以超過馬赫數(shù)5的高速持續(xù)飛行，采用吸氣式動力形勢的發(fā)動機進氣道、燃燒室等部位所處的熱環(huán)境尤其嚴酷。這使相關零部件對材料的耐高溫性能、結(jié)構(gòu)的力學性能等有著很高要求，同時對其空間外形、自身重量等也有著苛刻要求。

當傳統(tǒng)制造技術無法滿足要求時，3D打印技術為其開辟了一條全新的道路。金屬3D打印技術以其能夠快速制備具有高材料性能、異形結(jié)構(gòu)、整體特性的零部件特點，在高超聲速飛行器相關領域得到了愈發(fā)廣泛的應用。

根據(jù)3D科學谷的市場觀察，在超音速飛機的開發(fā)方面，目前美國先后發(fā)展了多個超燃沖壓發(fā)動機技術驗證項目。美國還與澳大利亞聯(lián)合進行了低成本HIFiRE超燃沖壓發(fā)動機計劃。美國遇到的超燃沖壓發(fā)動機遇到的問題主要有這么兩種，推力不足和燃燒不穩(wěn)定。導致超燃沖壓發(fā)動機進展緩慢。國內(nèi)在超燃沖壓發(fā)動機也取得了突破，追趕趨勢明顯。而這其中，3D打印在成就高超音速飛行器方面起到了關鍵的作用。

2020年12月，我國首次公開，正在研制的“超燃沖壓發(fā)動機”，能達到16倍音速，2小時抵達全球任何地方，號稱中國的“怪獸級”發(fā)動機。

2021年9月，北京凌空天行科技有限責任公司宣布完成逾億元A+輪融資。經(jīng)緯創(chuàng)投聯(lián)合領投了凌空天行的A輪融資，是公司最大的機構(gòu)投資人之一。

據(jù)悉，凌空天行是國內(nèi)從事商業(yè)高超音速飛行產(chǎn)品研發(fā)和應用的高科技企業(yè)，擁有國內(nèi)領先的專業(yè)技術團隊，具備豐富的研發(fā)設計與工程實踐經(jīng)驗，掌握了氣動、控制、防熱等多項核心技術，致力于商業(yè)高超音速飛行器研發(fā)與應用。