美國(guó)空軍用3D打印件模擬冰來(lái)測(cè)試全球鷹無(wú)人機(jī)

 

　　美國(guó)全球鷹無(wú)人機(jī)由諾斯羅普·格魯曼（Northrop Grumman）公司研制，號(hào)稱目前（2013年）美空軍乃至全世界最先進(jìn)的無(wú)人機(jī)，也是世界上飛行時(shí)間最長(zhǎng)、距離最遠(yuǎn)、高度最高的無(wú)人機(jī)。由于經(jīng)常在高空飛行，因此這種無(wú)人機(jī)不可避免地在某些特定的氣候下其機(jī)身會(huì)在表面結(jié)冰，從而增加其重量和空氣阻力，降低飛機(jī)的性能。尤其是那些位于8000英尺至22000英尺高空的云團(tuán)，是全球鷹在飛行時(shí)需要特別關(guān)注的，美軍Global Vigilance聯(lián)合測(cè)試部隊(duì)（CTF）的項(xiàng)目工程師Jonny Kim如是說(shuō)。據(jù)該聯(lián)合測(cè)試部隊(duì)的試飛員Ryan Finlayson少校稱，全球鷹在向上或者向下穿過(guò)這些云團(tuán)的5分鐘內(nèi)其機(jī)身就會(huì)結(jié)冰。

 

　　為了保證這些因素不會(huì)對(duì)全球鷹產(chǎn)生負(fù)面作用，聯(lián)合測(cè)試部隊(duì)成員正在以特殊的方式對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。不過(guò)，他們并沒(méi)有等到天氣條件合適，有符合要求的云層形成之后再進(jìn)行測(cè)試，而是使用3D打印技術(shù)制造的尼龍附件來(lái)模擬全球鷹在上升和下降過(guò)程中形成的冰。

 

　　一旦完成了地面測(cè)試，測(cè)試部隊(duì)就開始準(zhǔn)備實(shí)際的飛行測(cè)試了。全球鷹需要帶著不同的油量飛行，首先是中等油量，然后再帶著更多的油量進(jìn)行兩次飛行。“我們從低海拔地區(qū)開始，然后逐步提升海拔，并進(jìn)行測(cè)試。”Finlayson少校稱，“我們已經(jīng)證明，這架飛機(jī)如果加上了一小塊冰仍然可以飛行。”Kim稱這個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)行需要大量的團(tuán)隊(duì)協(xié)作，其它參與該項(xiàng)目的機(jī)構(gòu)包括全球鷹系統(tǒng)項(xiàng)目辦公室、諾斯羅普·格魯曼公司、美國(guó)空軍安全測(cè)試中心和很多的技術(shù)專家。據(jù)了解，這塊模擬的冰是利用一種被稱為選擇性激光燒結(jié)（SLS）的技術(shù)3D打印而成的。Kim稱該技術(shù)使用一個(gè)粉末床、一個(gè)激光器來(lái)燒結(jié)固化粉末從而創(chuàng)建形狀，可以燒結(jié)的材料包括金屬、玻璃和尼龍等。“SLS工藝可以在沒(méi)有支撐結(jié)構(gòu)的情況下生成復(fù)雜的幾何形狀，制造出具有氣密性和水密性、耐高溫和高強(qiáng)度的零部件。這種生產(chǎn)工業(yè)很節(jié)省時(shí)間和金錢。”Kim說(shuō)。

 

　　美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)舉辦為期兩天的3D打印培訓(xùn)

 

　　2016年6月1日—2日，在北卡羅來(lái)納州的海軍陸戰(zhàn)隊(duì)基地軍營(yíng)，來(lái)自美軍海軍陸戰(zhàn)隊(duì)各單位的代表學(xué)習(xí)了使用Invent3D打印機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)、組裝3D對(duì)象。在這為期兩天的培訓(xùn)中，這些海軍陸戰(zhàn)隊(duì)隊(duì)員學(xué)習(xí)了如何使用3D打印機(jī)、嘗試著組裝它們，并了解了3D打印機(jī)的能力。參與學(xué)習(xí)的人中包括飛機(jī)機(jī)械師、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)后勤人員和輕武器維修技師，這些人員需要將3D打印機(jī)融入自己的日常職業(yè)工作中，使得海軍陸戰(zhàn)隊(duì)能夠在其需要的時(shí)候設(shè)計(jì)和3D打印出任何產(chǎn)品。一旦熟悉這項(xiàng)技術(shù)，他們就可以運(yùn)用它來(lái)創(chuàng)建和打印使用CAD軟件設(shè)計(jì)的3D對(duì)象進(jìn)而解決問(wèn)題。

 

　　“這項(xiàng)培訓(xùn)的目標(biāo)就是要利用增材制造或者3D打印的某些優(yōu)勢(shì)，”負(fù)責(zé)此項(xiàng)培訓(xùn)的教員之一Justin Yates說(shuō)，他也是法蘭西斯·馬瑞恩大學(xué)（Francis Marion University）的助理教授：“那些高度自定義，以及需要特殊工具、產(chǎn)品或部件的任務(wù)，以前由于很難找到商業(yè)化的產(chǎn)品或者由于成本的限制難以實(shí)現(xiàn)，如今我們可以坐在計(jì)算機(jī)前將其設(shè)計(jì)出來(lái)，然后使用3D打印機(jī)打印出來(lái)。”

 

　　而那些部署在前方的單位也可以在后勤支持無(wú)法獲得或者被延遲的情況下使用該技術(shù)制造出工具和零部件。比如當(dāng)他們需要更換部件時(shí)，就可以根據(jù)準(zhǔn)確的規(guī)格將其設(shè)計(jì)出來(lái)，然后再用3D打印機(jī)打印出。“我們的最終目標(biāo)是希望將3D打印機(jī)整合進(jìn)我們的新型移動(dòng)設(shè)備商店。”美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)士官Justin Horn說(shuō)，他是第2維修營(yíng)的維護(hù)負(fù)責(zé)人。“所以如果需要制造一個(gè)被丟掉的部件，然后還有一名機(jī)械師在國(guó)內(nèi)，你就會(huì)得到支持。但是我認(rèn)為3D打印機(jī)還會(huì)有更為廣泛的用途。”