据英国皇家空军官网2月5日报道,为节省采购成本,让英国航空业“自力更生”,英国国防部正尝试用创新方式制造飞机:回收退役“狂风”战机的零部件,利用“增材制造”方式为其“暴风”(Tempest)战机项目提供新部件。

保障装备生产与研发的新思路
受到新冠肺炎疫情和俄乌冲突的影响,全球航空产业链至今未恢复2019年之前的畅通与韧性,多个国家的军工项目因关键材料短缺而遭延误,英国也不例外。在这样的背景下,英国政府和工业界不断思考如何建立更具韧性的供应链体系。
据专注增材制造领域的网站TCT Magazine报道,英国BAE系统公司正与多家企业展开合作,大力发展增材制造技术,已在多个战机零部件的生产中试验增材制造工艺,并取得了一定成果。BAE系统公司工程师表示,增材制造技术不仅能够缩短制造周期,还能使战机在战场环境下快速获得关键组件,提高战备效率。

英国工业界面临的另一个挑战是成本控制。在这方面,增材制造不仅能减少材料浪费,还能优化零件设计,提高整体制造效率。为了进一步推动这项技术,近日,罗罗公司、英国增材制造公司AMS、英国国防部与国防装备与支持部(DES)国防回收与处置小组(DRDT)共同启动了“狂风”战机回收再利用项目——从“‘狂风’到‘暴风’”(Tornado 2 Tempest)。

2019年,最后一架“狂风”战机从英国皇家空军退役。这批退役军机含有高价值的稀有金属,例如,高品质钢、铝和钛等。根据2025年欧盟联合研究中心(European Commission'Joint Research Centre,JRC)发布的最近一期《科学与政策报告》,钛对于欧盟至关重要,欧洲地区所需钛材,有6/7依赖从欧洲以外地区进口;而未加工钛原料更是有九成依赖进口。因此,“狂风”战机回收再利用项目的一个重要任务就是回收“狂风”的发动机叶片,其中含有大量钛材。根据TCT Magazine介绍,项目团队将把这些叶片转化成增产制造要用的原料粉末,为英国正在研发中的下一代战机“暴风”来制造新发动机叶片。根据英国媒体报道,目前,已有部分回收的材料被成功用于增材制造“暴风”项目的早期概念验证组件。

此外,英国皇家空军也在探索如何利用3D打印技术对老旧战机零部件进行翻新。例如,一些战机上的塑料零件由于长期暴露在高温、高湿环境下,会发生老化和开裂。传统的更换方式是重新制造新零件,但使用增材制造技术可以快速复制这些零件,并确保尺寸精度,并通过使用回收材料进一步降低成本。

英国国防工业界的“循环经济”
为了实现英国在《巴黎协定》下对2050年实现净零排放的承诺,英国国防部正在积极推动循环经济(Circular Economy)概念在国防工业界的落地。

在具体实施方面,英国鼓励军工企业合作,研发符合循环经济理念的制造工艺。2019年,德国莱茵金属公司与英国BAE系统公司合资成立了莱茵金属BAE系统陆地公司(RBSL),目前其特尔福德工厂正在利用增材制造技术为英国生产下一代“挑战者”3主战坦克和Boxer装甲运兵车。
此外,英国陆军也在进行混合动力和电动技术方面的试验,以提高车辆性能,减少排放和提高作战效率。此外,人工智能(AI)也被应用在国防领域,例如,通过预测性维护来优化对库存的管理,实现设备延寿,并减少二氧化碳的排放。
不过,尽管英国在军工项目中推进材料回收和增产制造符合其“循环经济”理念,但回收材料的质量稳定性等附带问题仍需进一步探索和管控。此外,增材制造的长期经济成本,也需要时间验证。整体来说,这一理念是有益的,但要满足航空装备体系长期、稳定地创新发展,仅仅依靠退役飞机上的旧部件显然是不够的,还需要建立完善的回收利用体系,以确保资源大量、高效地流通。
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