3Dプリントされたオートファージミサイルは存在するのでしょうか？

この投稿は Bingdunxiong によって 2024-12-27 19:03 に最後に編集されました

南極のクマの紹介： 1年前、グラスゴー大学は、革新的な技術を通じてロケットエンジンの効率を大幅に向上させることを目指す「オートファージ」ロケットエンジンプロジェクトの進捗状況を初めて公開しました。これらのポリマーベースのエンジンは、事前に決められた順序で自らを消費するように設計されています。このエンジンは、構造を慎重に最適化することで、溶融ポリマー部品（本来は構造部品として機能）を利用して液体推進剤の効果を高め、ロケットの推進プロセスに役割を果たします。

このようなロケットは小型化が可能で、必要な材料も少なく、より遠くまで飛ぶことができます。推進に必要な揚力が少なくなるため、このようなシステムの全体的な効率と性能は大幅に向上します。

△X-Bowのエンジニアが作業中
3Dプリント固体燃料ロケットエンジン

航空宇宙技術が進歩し続ける中、米国は国防航空宇宙能力を強化するための新たな設計の方向性を模索しています。既存の備蓄が徐々に枯渇する状況を背景に、固体燃料ロケットエンジン技術の開発が焦点となっている。この技術は、既存のロケットシステムを強化するだけでなく、新世代のロケットの開発に強力なパワーサポートを提供することもできます。

Xair Robotics は 2015 年からこの分野のリーダーであり、固体燃料ロケットエンジンの製造に 3D プリント技術を先駆的に導入してきました。同社は革新的な製造方法を通じてロケットエンジンの生産効率と性能を大幅に向上させました。

もう一つの革新的な企業であるX-Bowは2016年に設立され、NASAや複数の宇宙機関と緊密な協力関係を築いています。同社は低コストの固体燃料ロケットエンジンの大量生産に注力しており、画期的な製造プロセスを通じて航空宇宙産業に革命をもたらしました。一方、ファイアホーク・エアロスペースは、独自の材料押し出し技術を使用したハイブリッドロケットエンジンの構築に重点を置いた、ユニークな研究開発の道を歩んでいます。彼らの革新的なアプローチは、固体燃料ロケットエンジンの性能を向上させる新たな可能性をもたらします。

多くの企業の中で、Ursa Major は固体燃料ロケットエンジン技術の分野のリーダーとして際立っています。同社は最近、固体ロケットモーターの開発で米海軍から大型契約を獲得した。

ミサイル製造能力のギャップ

米空軍研究所と関連機関は、ミサイル製造の効率化と現地生産による兵器の補充を目指す「箱入りロケット工場」構想を推進している。この技術は主に兵器の補充と生産効率の向上に使用されますが、より広範な意義はミサイルの現地生産を実現することにあります。米国は現在、多数の潜在的標的に対処できるほどのミサイルを生産できず、消費されるミサイルの数は既存のミサイル保有数を超えることになる。ドローンの広範な使用も問題を悪化させている。米国は、携帯型ミサイル、防空ミサイル、巡航ミサイルなどの分野で生産能力が不足している。

3Dプリンティング技術は、さまざまなサイズや数量のミサイルを効率的に生産し、代替材料の使用を通じて希少資源への依存を減らし、主要基地での現地製造を可能にすることで、ミサイル生産の柔軟性と効率性を高めることができます。

レイセオン社のエンジニアが、3D プリントされた胴体を備えた小型ターボジェットエンジンを検査しています。
3Dプリントミサイル

レイセオンなどの企業は、電子機器、ケース、支柱、弾頭、センサー、エンジン、操縦翼面、レーダー部品、無線周波数部品、油圧システム、サーボシステム、アクチュエーター、主エンジンから、尾翼やシーカー用の小型エンジン、ジンバル、ライン、ショックアブソーバーなど、ほぼすべての部品を網羅する完全なミサイルの製造に 3D プリント技術の使用を積極的に研究しています。 3D プリントに対するこの包括的なアプローチは、生産速度と効率を向上させるだけでなく、多くの追加の利点ももたらします。

部品の統合と軽量化は最も重要な利点の 1 つです。多くのコンポーネントは多機能になるように設計できます。たとえば、バッテリーハウジングはバッテリーとしても機能します。 3D プリント技術により、適合部品のサイズを大幅に縮小できると同時に、より効率的な油圧システムや弾頭設計の改善などの特定の機能強化も可能になります。したがって、米国における 3D プリントミサイルの現在の商業的可能性は非常に大きく、その応用の見通しはインプラント技術の見通しに匹敵します。

レイセオンの3Dプリントデモミサイル
3Dプリントの利点

ミサイルのフィン制御用のサーボバルブなど、たった 1 つのコンポーネントを例にとると、これらの利点は、ミサイル設計に革命をもたらす 3D プリントの可能性を示しています。

*パフォーマンスの向上:
-より効率的。
- 応答性が向上しました。
- 質量を減らします。
- 流動性が向上しました。
- より高い精度。
- 信頼性が向上。
- 汎用またはクロスアプリケーション設計ではなく、そのミサイルのニーズに合わせて特別に調整されています。

*生産と統合の利点:
- ミサイル構造に正確にフィットする適合型または部分適合型設計。
- 特定の場所でのオンデマンド生産。
-需要に応じて生産を増やす。
・鋳造や鍛造に比べ納期が大幅に短縮されます。
- 購入から飛行までの比率を改善し、材料の無駄を最小限に抑えます。

*経済的および労働上の利点:
- 製造および最終組み立て時の手作業への依存を減らします。
- 生産フットプリントが小さくなります。
- ツールやスペアパーツへの資本支出を削減します。

* デザインの相乗効果:
- 統合された機能 (例: ケースはバッテリーとしても機能します)。
・部品点数がさらに減ることで全体の重量も軽減できるという波及効果があります。
-これらの利点はサーボバルブに限定されません。それらは、RF コンポーネント、アクチュエータ、配線などにも拡張されます。このレベルのイノベーションはミサイル設計における革命の先駆けとなり、前例のない性能、効率、適応性を実現します。

オートファジーミサイルシステム

アンタークティック・ベアは、これらの利点をミサイルの複数の部分に適用するという大胆なアイデアを思いつきました。おそらく、ミサイルの一部の部品、またはほぼ全体をオートファジー・システムに変えるというアイデアです。このようなシステムは、上記のすべての機能を実行するだけでなく、使用中にバルブなどのコンポーネントが燃料として機能することも可能にします。潜在的な影響は大きく、性能が大幅に向上するだけでなく、このオートファジーシステムによりミサイルが使用後に痕跡を残さず、敵の追跡を防ぐこともできます。

しかし、特にニッケルベースやチタンなどの高性能合金材料を使用する場合、完全燃焼を達成することは困難です。では、ロケット全体が ABS や PEEK などのプラスチックで作られていたらどうなるでしょうか?この素材は重量を軽減するだけでなく、製造プロセスも大幅に簡素化します。もちろん、このイノベーションは、FDM デスクトップ 3D プリンターの普及によりミサイル部品の製造が容易になる可能性があるため、ミサイルの拡散を意図せず加速させるのではないかという疑問も生じます。

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