AM易道分享
繼昨日之后,再看大消息。
全球六代機牌桌再添新局。
7月3日,英國國防部官宣,英國、意大利、日本三國政府同一時間簽下一份46億英鎊的合同,把英意日聯合研制的六代機項目GCAP推進到下一個設計階段。
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六代機的時代正式在全球拉開帷幕。
我國在過去一年半里,一款沒有尾翼、裝著三臺發動機的三角翼戰機反復被路人和媒體拍到起降,西方分析師給它起了個代號叫殲36,配對出現的還有沈陽那邊更小巧的殲50。
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同一時間,美國空軍選定的下一代戰機F47還窩在總裝車間里,官方肯拿出手的只有幾張打了馬賽克的渲染圖,首飛定在2028年。
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一個月前,法國和德國聯手搞了近十年的六代機項目,因為工作份額談崩,直接黃了。
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而英國國防部這次關于六代機的通稿里,總結GCAP這些年在制造端到底攢下了什么,人工智能、機器人、增強現實,后面緊跟著一個詞,增材制造。
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六代機這張牌桌上,各國拼的都是時間和工藝,英國這次把3D打印這幾個字明明白白寫進合同通稿,令人好奇。
46億英鎊,買的到底是什么?
這份合同由GCAP國際政府組織授予Edgewing,也就是英國BAE系統、意大利萊昂納多、日本JAIEC三方各持股三分之一組建的合資公司。
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為期18個月,管到2027年底,資金覆蓋高級概念評估階段的收尾和詳細設計工作。
它接了4月那筆6.86億英鎊過渡合同,當時那筆錢只夠撐到6月底,專門用來等英國國防投資計劃出爐。
這份投資計劃原定去年秋天發布,拖到今年6月30日才落地,中間還鬧出防長辭職的風波,日本媒體當時的報道說,東京對英國資金能否到位一度相當焦慮。
這次46億英鎊落地,算是把這份焦慮壓了下去。
合同金額之外,更值得說道的是Edgewing這個模式,三國不是各自造一塊拼起來,而是共用一個工程總包和設計機構。
對照隔壁法德西FCAS項目因工作份額分不攏直接解散的下場,把設計權威放進一個公司而不是分給三個國家隊,這類多國合研項目里并不常見。
Edgewing六代機概念渲染圖如下:
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從外觀渲染圖來看,并沒有我國J36那種超越代際的科幻感。
從合同到零件,增材制造不是噱頭
這份合同簽的是設計階段的錢。
飛機骨架已經長成實物,那就是BAE系統正在趕工的未來作戰空中驗證機,簡稱CAFD,不是GCAP最終量產型號,類似于提前把設計和制造工藝跑一遍的技術驗證平臺。
而它身上,增材制造已交付多個零件。
BAE早在2020年就給項目定過一個內部目標,三成的零件要用增材制造做出來。
這幾年這個數字有沒有精確兌現不好說,但具體案例已經足夠多,足以支撐這個目標。
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BAE的3D打印案例應用繁多,本文不一一列舉。
從設備看,配了大型FDM3D打印,外加SLM、DED、SLA、SLS等好幾種工藝,按零件材質和精度分頭調用。
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再看結構件。
今年6月有報道披露進氣道和機身結合處,是用增材工藝整體打印出來的。
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機翼后緣作動器托架用的是熱等靜壓工藝,粉末沉積成形,幾乎零廢料,比傳統大型鍛件省材料也省交期。
這些工藝加在一起,帶來的直接結果是交付周期被壓縮。
BAE給出的說法是,部分零件的交期從兩年縮短到最快六個月。
對一個九年后就要交付整機的項目來說,是按時間表的關鍵變量。
截至今年6月,據外媒報道,這架驗證機按體積算,已經完成了大約75%的制造,大半個飛機已經能摸到實物。
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退役的狂風,變成了新引擎的一部分
如果說結構件是增材制造在省時間,英國另一個案例講的是省資源。
退役的狂風戰斗機上含鈦量高的壓氣機葉片一類部件,被拆下來清洗、霧化成金屬粉末,也就是增材制造的原料,再重新打印成新零件,裝進羅羅公司的一款叫Orpheus的小型發動機驗證機,包括一個整體打印的進氣錐和一批壓氣機葉片,裝機測試通過了適用性和安全檢查。
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這個叫Tornado To Tempest的項目,由英國國防裝備與保障局牽頭,聯合羅羅和Additive Manufacturing Solutions公司完成,算是給退役裝備的金屬找了條回爐再造的路,而不是當廢鐵處理掉。
Orpheus屬于英國未來作戰空中系統計劃的一部分,跟GCAP最終量產發動機不是同一臺機器,但技術路數是相通的,羅羅自己也把這個項目稱作循環經濟實踐的一個樣本。
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發動機熱端,是增材制造最難啃的骨頭
比起機身結構件,發動機零件對增材制造是更硬的考驗,因為要扛的是幾百攝氏度的燃燒溫度和幾萬轉的離心力。
羅羅、意大利AvioAero和日本IHI三方,2025年9月把原本各自國內分頭推進的發動機合作升級成一個能直接對接Edgewing的聯合體,圍繞的正是GCAP這臺還沒正式命名的新發動機,內部驗證機代號XFP30。
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三方公布的一個關鍵節點,是用增材制造工藝做出的一款新型燃燒室,做出傳統鑄造做不出的復雜幾何冷卻通道,能讓渦輪在更高溫度下運轉,同時讓部件本身運行得更涼快,直接提升發動機壽命和耐久性。
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這類幾何形狀復雜到傳統鑄造和機加工都很難還原的冷卻通道,恰恰是增材制造在航空發動機上最拿得出手的場景,如今這套邏輯將被搬進了六代機的軍用發動機熱端。
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三國增材制造,三個不同的進度條
GCAP常被描述成一場三國對等的合資項目,Edgewing三家公司各持股三分之一,聽起來很均衡。
把鏡頭拉到增材制造這一件事上,三國的進度條差得不小。
英國這邊最靠前。
BAE的柔性未來工廠已經在實體運轉,前面提到驗證機今年6月被媒體探訪時,按體積算已經完成大約75%,結構測試同步在做。
日本這邊似乎還停在政策準備階段。
據AMInsightAsia的判斷,日本國防產業增材制造的直接應用證據仍然有限,2023年生效的防衛生產基礎強化法才把增材制造設備列入政府補貼范圍,陸上自衛隊2025年才設了專職的3D打印崗位,同年底防衛省才開始摸底國內民間廠商的產能。
這些還都是政策層和調研層面的動作,離批量裝機有距離。
不過我們并不這么認為。
意大利這一頭,萊昂納多公開材料里,增材制造相關的具體細節幾乎是空白,官網談GCAP更多講的是電子系統、傳感器和網絡安全人才。
這塊信息缺口不宜瞎猜,只能說透明度和英國比確實低不少。
三國能力不同步,短期內似乎并不會成為簽合同的障礙,這次46億英鎊買的本來就是設計和評估階段的工作,具體制造工藝要等到詳細設計和原型階段才會真正對齊。
但意大利防長今年已經公開抱怨過英國在推進系統上不夠開放共享技術,增材制造這類關鍵制造能力上如果也存在落差,可能會成為新的摩擦點。
定向打印,還是整機打印,全世界正在分兩條路走
把視野從GCAP拉開一點看,增材制造在軍用飛機上目前其實是兩條并行的路線。
GCAP和它背后的英國Tempest走的是相對保守的定向打印,挑出結構復雜、傳統工藝做不出來或者成本高企的關鍵件,比如進氣道結合處、發動機燃燒室,用增材制造單點突破,機身大部分依然是復合材料和傳統金屬結構拼裝起來的。
另一條路更激進。
瑞典薩博和美國Divergent Technologies在2025年底亮出一具長度五米、整體3D打印出來的飛機機身,計劃2026年試飛,這不是打幾個零件拼起來,是把整個結構當成可以像軟件一樣快速迭代的對象來設計制造。
薩博的說法是,這樣能大幅壓低改版和試錯的成本。
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如果試飛成功,可能會推動認證機構重新審視大尺寸打印結構件的審定標準,因為目前航空業對增材制造的信任基本還停留在支架、導管這類次要件上,承力主結構走完全打印路線,此前沒有先例。
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兩條路線其實是風險偏好的差異。
GCAP要在2035年交付一款用上幾十年的量產戰機,保守路線更容易過認證這一關,薩博的驗證機沒有交付壓力,能放開手腳做更激進的探索。
誰的路線未來會成為主流,現在下結論還早。
這張牌,其他國家同樣重視
把鏡頭再往外拉一格,我國的殲36,背后同樣站著一整套增材制造產業鏈。
公開信息中的各類3D打印結構件,陸續被報道用在殲16、殲20、運20和C919上,鈦合金主承力框梁件打印出來。
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放在這個背景下再看GCAP這46億英鎊,就更容易理解為什么英意日會在官方通稿里反復強調增材制造這幾個字。
這是這場六代機競賽里,誰都不敢在牌桌上缺的一張牌。
按照現在的時間表,GCAP要在未來18個月鎖定設計基線,2027年底前讓驗證機試飛,2035年交付量產型號。
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這張時間表的容錯空間并不寬裕,增材制造能不能持續把交期從年壓縮到月,能不能扛住發動機熱端的高溫考驗,能不能補上三國之間的進度差,決定的可能是未來世界大勢。
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六代機拼的從來不只是氣動外形。
天下武功唯快不破。
用3D打印拼的是誰能把更輕更優更多功能的零件,先一步變成戰斗機等航空器上真實存在的戰斗優勢。
從各國六代機答案來看,趨勢已然很明顯。
新一代戰機,離不開3D打印。
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