3D打印火箭助力Kratos获得14.5亿美元高超音速导弹合同

2025年1月15日，南极熊获悉，总部位于长滩的航天发射公司Rocket Lab已被选中支持Kratos Defense & Security Solutions的14.5 亿美元高超音速导弹测试项目。据报道，这是五角大楼有史以来最大的高超音速测试基础设施投资之一。

这份为期五年的 OTA 合同将使圣地亚哥武器制造商支持任务区 1 下的多军种先进能力高超音速试验台 (MACH-TB) 2.0。计划旨在创建一个经济实惠的试验台，以提高美国的高超音速飞行能力，弥合地面测试和系统级飞行测试之间的差距。据报道，MACH-TB 2.0 将降低高超音速开发风险，并加速新技术向作战的过渡。

Rocket Lab 正在提供 HASTE（高超音速加速器亚轨道测试电子）亚轨道运载火箭的使用权，这款火箭已经为 MACH-TB 计划进行了多次成功的高超音速试验发射。HASTE 采用碳纤维复合结构和3D 打印的卢瑟福火箭发动机。它是电子两级运载火箭的一种变体，是美国每年发射次数第二多的轨道火箭。

美国国防部(DoD) 测试资源管理中心主任乔治·拉姆福德 (George Rumford) 表示：“我们很高兴能凭借这项奖项继续推动MACH-TB 计划的成功。MACH -TB 是加速科学技术试验进入下一代、实现我国飞跃式高超音速能力的重要工具。”

Rocket Lab 全球发射服务副总裁 Brian Rogers 补充道：“我们很高兴成为 Kratos 领导的 MACH-TB 计划下一轮迭代团队的一员，并准备通过我们的 HASTE 运载火箭为美国国防部提供更高节奏的高超音速技术。迄今为止，我们已证明能够成功进行 HASTE 发射来测试这些新技术，这证明了我们与政府和行业合作伙伴一道致力于推动国家高超音速创新的能力。”

△高超音速系统概念图。图片来自 Kratos Defense & Security Solutions, Inc.

火箭实验室加速高超音速飞行

MACH-TB 2.0 由国防部研究与工程部副部长办公室 (OUSD (R&E)) 下属的测试资源管理中心(TRMC)建立。Kratos 被授予任务领域 1：系统工程、集成和测试 (SEIT) 的领导角色。这包括集成缩比、全尺寸和空中发射服务，以降低成本并增加高超音速飞行测试的频率。

根据合同，Kratos 公司将领导一个分包商团队，贡献系统工程、装配、集成和测试(AI&T)、任务规划和执行以及发射能力方面的专业知识。除了 Rocket Lab 之外，分包商团队还包括Leidos、Koda Technologies、Corvid Technologies、Northwind、JRC、Stratolaunch、CFDResearch、PAR Systems、明尼苏达大学和普渡大学。

Kratos 总裁兼首席执行官Eric DeMarco 表示：“这一项目里程碑彰显了我们坚定不移的承诺，即进行前期投资，快速开发并率先向市场推出价格合理、满足作战人员不断变化的需求的关键任务解决方案。MACH-TB 2.0 项目奖项是 Kratos 未来一年有机增长预测和期望的重要组成部分。”

Rocket Lab 的 3D 打印 HASTE 运载火箭将在新的 MACH-TB 2.0 计划中发挥关键作用。运载系统采用了 Electron 中的许多技术，包括一个经过改进的 Kick Stage，且针对高超音速测试进行了优化。它还拥有高达 700 公斤/1,540 磅的有效载荷能力。迄今为止，HASTE 和 Electron 发射器已从美国和新西兰的基地共部署了 200 多个有效载荷。

增材制造是这一成功的关键。据 Rocket Lab 称，卢瑟福发动机于 2017 年首次发射，是首个使用 3D 打印制造所有主要部件的发动机。

Rocket Lab创始人兼首席执行官 Peter Beck 此前曾表示，增材制造是公司能够实现前所未有的发射频率的关键因素。据报道， 3D 打印火箭发动机每 24 小时可生产一次，比传统制造业长达数月的交货时间要快得多。

去年，这家航空航天制造商宣布将利用一台 90 吨重的 3D 打印机生产新型可重复使用的中子运载火箭，据称这是历史上最大的碳复合材料火箭结构。这些火箭将由 Rocket Lab 的新型3D 打印可重复使用火箭发动机Archimedes 提供动力。

△RocketLab 的 90 吨自动纤维铺放 (AFP) 机。照片来自 Rocket Lab。

用于建造 Neutron 的定制自动纤维铺放 (AFP) 机器高 39 英尺（12 米），每分钟可铺放 328 英尺（100 米）连续碳纤维复合材料。Rocket Lab 预计该系统将节省 150,000 小时的生产时间。

△电子火箭发射。图片来自 Rocket Lab。

3D打印高超音速导弹

增材制造在帮助国防部满足高超音速导弹日益增长的需求方面发挥着重要作用。面对全球供应链挑战，五角大楼已转向美国企业，以打造强大而可靠的国内供应链。

去年，加州航空航天公司Aerojet Rocketdyne获得了国防部价值 2200 万美元的合同，用于 3D 打印原型高超音速推进系统。L3Harris Technologies 的子公司正在为空气呼吸式高超音速增材制造成熟度(GAMMA-H) 挑战赛开发平台。计划旨在建立满足现代高超音速空气呼吸系统性能和环境要求的增材制造工艺。

Aerojet Rocketdyne 的原型机将于 2027 年交付，将通过精简的生产流程制造，整合必要的步骤。据公司总裁 RossNiebergall 称，这将创建一个更清晰的供应链，从而实现进度和成本效率。   

另一方面，美国国防公司洛克希德·马丁正在 3D 打印Mako 高超音速导弹的关键部件。具体来说，金属增材制造被用于制造武器的尾翼和制导部分。据报道，后者的生产速度是传统制造方法的十倍，成本仅为传统制造方法的十分之一。

值得注意的是，据报道，洛克希德公司可能在英国制造导弹，这与他们一贯以美国为中心的做法大相径庭。这项技术共享计划可能通过 2021 年签署的英国和澳大利亚三边军事联盟 Aukus 协议来实现。