美國空軍為22億美元的B-2隱形轟炸機3D打印零件

魔猴君  行業資訊   1572天前

美國空軍生命周期管理中心的B-2計劃辦公室的任務是確保B-2轟炸機在2030年代初期一直保持實用并處于飛行狀態，直到被其更先進的隱形機新型號B-21取代。為了延長這架致命飛機的壽命，并使現有的B-2轟炸機機隊為將來的任務做好準備并保持活躍狀態，B-2計劃辦公室的航空工程師轉向了增材制造。該技術用于創建永久性保護罩，以防止意外安裝在機身上的附件驅動器（AMAD）解耦開關，該開關控制發動機與飛機的液壓和發電機動力的連接。

20架B-2飛機中的每架飛機都有一個四開關面板AMAD，該面板位于兩人座艙的左側。當同時激活所有開關時，機組人員別無選擇，只能退出飛機，因為飛機將沒有電力和液壓動力。在機組人員翻轉其中一個開關后，2018年，一架B-2噴氣式飛機被迫在科羅拉多斯普林斯緊急降落，迫使B-2計劃辦公室提出創新解決方案來解決關鍵問題。當時，位于密蘇里州懷特曼空軍基地的第509炸彈聯隊的B-2飛行員和指揮官約翰·J·尼科爾斯（John J. Nichols）向密蘇里州諾伯·諾斯特高中的一組學生求助，他們設計了3D打印原型AMAD面板可在72小時內以1.25美元的價格出售。現在，B-2計劃辦公室提供了20款新的增材制造封面，價格約為4,000美元，并將在2020年末或2021年初交付給機隊。

旋鈕Noster高中機器人團隊的學生設計了一塊保護板，覆蓋了B-2隱形轟炸機駕駛艙中的四個開關（圖片由美國空軍/凱拉·懷特中士提供）

B-2計劃辦公室的航空工程師羅杰·泰勒（Roger Tyler）說：“增材制造是未來的方式。 B-2機隊數量很少。它們只有20個，因此無論何時需要在飛機上做一些事情，成本都是一個問題。但是，通過增材制造，我們可以設計出一些東西，并在一周內將其打印出來，從而將成本降至最低。”

保護板的開發借助了《增材制造設計規則書》，該書由美國空軍生命周期管理中心（AFLCMC）的產品支持工程部創建。空軍金屬技術辦公室（MTO）負責人Jason McDuffie表示，該規則手冊提供了增材制造領域的設計指南和經驗教訓，特別是直接金屬激光熔化和熔絲沉積建模技術的使用，并已得到應用。幫助為空軍創建各種重要零件。

B-2飛機機身安裝的附件驅動解耦開關的3D打印保護蓋（圖片由美國空軍生命周期管理中心提供）

“這部分（AMAD）是獨一無二的，從來沒有與之等效的商業版本，因此我們必須在內部進行開發.”泰勒補充說。 “增材制造使我們能夠快速進行原型設計，并通過多次迭代，為飛行員和維修人員創造了最佳設計。我們已經完成了適航性確定工作，目前正處于最后階段，以便在B-2機隊上實施機蓋，這將是第一個獲得批準并安裝在B-2機上的增材制造零件。”

B-2隱形轟炸機（圖片由諾斯羅普·格魯曼公司/美國空軍提供）

據了解， B-2轟炸機最初是為了在冷戰期間為躲避蘇聯雷達的探測和攻擊設計，雖然實際上B-2飛機沒有飛過俄羅斯領域。即便如此，B-2轟炸機在其31年的使用壽命中，還是從伊拉克，阿富汗到科索沃戰爭等多個沖突行動中表現出價值，在八周內，它讓塞爾維亞33％的目標變成廢墟。 B-2被其制造商諾斯羅普·格魯曼公司（Northrop Grumman）描述為“幾乎堅不可摧”，B-2可以飛行6,000英里而無需加油，并且在任何天氣下都可以拖運超過20噸武器。

它的價格為每架飛機22億美元，是有史以來最昂貴的戰機之一，能夠提供常規和核武器的大型精密制導武器。但是，直到現在，B-2仍僅用于投擲無核炸彈。幾十年來，專家一直警告不要使用可能引發意外核戰爭的核武器部署任務轟炸機，這不足為奇，因為九個擁有核武器的國家擁有大約13,400枚武器，風險始終是潛在的–尤其是在諸如B-2之類的復雜轟炸機無法被發現

B-2隱形轟炸機（圖片由諾斯羅普·格魯曼公司/美國空軍提供）

美國空軍通常需要低成本的創新方法來替換其許多飛機上的零件。因此，它已經在增材制造零件方面啟動了許多研究計劃，從為F-35戰斗機制造3D打印替換零件到通過使用3D打印制作杯柄和修改標準防毒面具節省了數千美元。最新的3D打印保護罩可能會成為解決潛在問題的好方法，該問題已經給B-2飛行員造成了嚴重破壞。對于B-2等高運營成本的飛機（據報道，每飛行1小時的費用為122,000美元），維修的費用可能同樣昂貴，但是諸如增材制造之類的內部生產技術可以幫助承擔著維護數十年歷史的噴氣機的航空航天工程師，像30年前一樣愉快地工作。

來源：中國3D打印網