近日，《航空周刊》網(wǎng)站總結(jié)了改變航空航天產(chǎn)業(yè)的10項技術(shù)，其中包含了大型零部件增材制造，3D打印作為一場顛覆性的工業(yè)技術(shù)革命，正在飛速發(fā)展，其中3D打印已經(jīng)成為航空航天領(lǐng)域的重要技術(shù)手段，而3D打印+航空航天領(lǐng)域呈現(xiàn)出融合發(fā)展的態(tài)勢。

   改變航空航天產(chǎn)業(yè)的10項技術(shù)概述如下：
一、高超聲速技術(shù)加速發(fā)展（Hypersonic Acceleration）

美軍從忽視高超聲速到優(yōu)先考慮發(fā)展高超聲速武器，只用了兩年的時間?，F(xiàn)在至少有3枚高超聲速打擊導(dǎo)彈正在研制中。DARPA的火箭動力“戰(zhàn)術(shù)助推滑翔系統(tǒng)”和超燃沖壓“高超聲速吸氣式武器概念”演示驗證機將于2019年試飛。洛·馬公司的高超聲速常規(guī)打擊武器計劃于2022年交付空軍。若高超聲速項目獲得支持，將推動可重復(fù)使用的系統(tǒng)開展地面測試和飛行測試。

二、航空器使用電力（Aviation Electrified）

電動垂直起降（eVTOL）市場正在蓬勃發(fā)展，已有6架樣機進行了試飛，并開展了多個可靠性不同的項目。為實現(xiàn)穩(wěn)定飛行，垂直起降航空器需要具有高安全性、低噪聲，并克服從飛行器認(rèn)證、制造到空域整合和基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展等方面的諸多挑戰(zhàn)。隨著優(yōu)步2020年制造出演示驗證樣機的目標(biāo)越來越近，大筆資金和幾家主要參與者已經(jīng)加入了城市空中交通的行列，包括空客、貝爾、波音和巴西航空工業(yè)公司。

三、可替代能源（Alternative Energy）

與航空燃料相比，電池對能源的儲存效果雖然較差，但其降低能源成本和減排的潛力引起了航空產(chǎn)業(yè)的興趣。電池帶來的創(chuàng)新不僅是推力，它可以作為飛機上清潔、安靜的輔助動力。制造商正在研究用燃料電池代替小型渦輪發(fā)動機的潛力。NASA正在研究通過重整煤油為固體氧化物燃料電池生產(chǎn)氫氣的系統(tǒng)。NASA未來還希望用更安全、能量密度高的鋰-空氣電池和利用帶電液體發(fā)電的液流電池為飛機供能。

四、超越視線飛行（Going Beyond）

無人機可以檢查鐵路、勘察農(nóng)田、繪制礦產(chǎn)地圖、運送包裹。超越視線的飛行（BVLOS）能力有望釋放無人機的真正商業(yè)潛力。加拿大、美國、瑞士、英國、澳大利亞和日本等國正在開展試點項目，為BVLOS開發(fā)技術(shù)和運營方案，制定法規(guī)和政策，無論這些無人機是用于短距離城市環(huán)境飛行還是長距離國內(nèi)飛行。

五、激光對抗無人機（Lasers Versus Drones）

隨著小型無人機的威脅臨近，一項具有成本效益的高科技對策是：讓定向能武器走出實驗室，進行實地試驗和潛在部署。由于每次射擊成本低，并且只要保持供電就能繼續(xù)射擊，軍隊或?qū)⑹紫炔渴鸶吣芗す馄饕詫沽畠r無人機，而功率更高的系統(tǒng)經(jīng)完善則可攔截火箭和巡航導(dǎo)彈，戰(zhàn)斗機、特種武裝直升機，乃至在推進階段擊毀彈道導(dǎo)彈。

六、天基空中交通管理（Tracking From Space）

今年年底，銥星公司將完成新的低地球軌道通信衛(wèi)星星座剩余衛(wèi)星的發(fā)射，衛(wèi)星上將搭載Aireon公司的自動相關(guān)監(jiān)視廣播（ADS-B）有效載荷。天基空中交通監(jiān)視系統(tǒng)計劃于2019年初在北大西洋上空開始運行試驗。Aireon與五家航空服務(wù)供應(yīng)商及其他相關(guān)方簽有協(xié)議，將提供全球飛機跟蹤和緊急定位服務(wù)。Aerial & Maritime公司也計劃從2021年開始使用GomSpace的納米衛(wèi)星提供天基ADS-B服務(wù)。

七、低成本發(fā)射（Low-Cost Launch）

從事小衛(wèi)星發(fā)射的初創(chuàng)公司正在迅速發(fā)展，提供更具成本效益、更便捷的低地球軌道進入方式?；鸺龑嶒炇业摹半娮印被鸺淹瓿稍囷w，維珍軌道公司計劃在夏末試射LauncherOne發(fā)射器，而Vector公司預(yù)期在2018年底在阿拉斯加進行首飛。在上述商業(yè)活動的基礎(chǔ)上，DARPA舉辦了“快速反應(yīng)發(fā)射大獎賽”，計劃于2019年底在兩座發(fā)射場進行間隔較短的兩次發(fā)射。

八、大型零部件增材制造（Large-Part Printing）

航空航天在增材制造方面面臨兩大關(guān)鍵挑戰(zhàn)，首先是從低強度聚合物零部件向高強度金屬的轉(zhuǎn)變。該轉(zhuǎn)變正在進行中，3D打印的鈦元件已應(yīng)用于空客和波音生產(chǎn)的飛機。第二個挑戰(zhàn)是從小部件轉(zhuǎn)變到飛機結(jié)構(gòu)中使用的大型部件，這一轉(zhuǎn)變已經(jīng)開始。下一個挑戰(zhàn)是重新構(gòu)想部件的設(shè)計方式，設(shè)計師需要使用新的工具和新的思維。

九、機器人發(fā)展（Robots on the Move）

機器人通常用于協(xié)助飛機裝配，可以迅速在大型結(jié)構(gòu)中鉆孔、緊固構(gòu)件，且重復(fù)性好。但這些機器人通常不靈活，不可移動，只能用于一種（或一個系列）飛機的裝配?？茖W(xué)家們研制了能夠在復(fù)雜組件上與人類協(xié)同工作的小型機器人“cobot”，德國夫瑯和費研究所也開發(fā)了可以在工廠車間自行移動、制造飛機精密結(jié)構(gòu)的移動機器人，為未來的自動化指引了可能的方向。

十、機載AI（AI Inside）

自主和人工智能將像空氣動力學(xué)和推進器一樣對航空必不可少。地面上，人們使用機器學(xué)習(xí)從數(shù)據(jù)中提取知識，但帶寬競爭意味著人工智能將不得不離開地面，從數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)移到飛機上，與收集數(shù)據(jù)的傳感器共置。邊緣計算（芯片上的低功耗超級計算機）和大型機上數(shù)據(jù)存儲也將成為日益增強的自主飛行能力和任務(wù)執(zhí)行能力的關(guān)鍵推動因素。

來源：3d打印網(wǎng)

編輯：董強