美国海军潜艇3D打印水下无人机发射装置成本不到1000美元

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       美国海军某潜艇艇员已从一条注满水的鱼雷发射管中放出一架水下无人机。一个 3D 打印的水密外壳让该航行器在整个过程中始终与潜艇保持连接。来自洛杉矶级快速攻击潜艇 "帕萨迪纳" 号(的艇员于 2026 年 8 月 24 日使用 Blueye X3 遥控潜水器(ROV)完成了这项试验。整套装置的建造成本不到 1000 美元,而被它取代的方案每艘潜艇约需花费 20 万美元。

省下这笔钱正是这次演示的核心意义。 

       通常,要通过鱼雷发射管与航行器通信,就必须加装 "光纤穿透器"。这项 "临时改装" 将一条通信线路穿过发射管的尾盖门。与其为这项改装付费,海军的岸基中级维修机构(SIMA)选择自己打印一个接口。ROV 本就是海军现役装备,因此唯一的花费只剩材料和人工。

打造水密连接

       技术难点在于:既要让电子设备保持干燥,又要让数据信号穿过海水实现高速、不间断的连接。在注满水的发射管内,布线路径上任何一处泄漏都会让艇员与航行器失去联系。SIMA 的增材制造团队为此设计了一款外壳,并用 Rigid 10K 树脂在 Formlabs Form 4L 打印机上制造出来。随后,SIMA 2M 车间(火控车间)的技术人员将低压线缆装入打印件,并接入 ROV 的脐带缆。信号还必须经过发射管外部的多个连接点,因此团队又制作了第二条外部线束。Blueye Robotics的工程师协助将这条线束与 Blueye 控制器对接。除打印外壳外,其余部件要么是现成的线缆,要么是部队已有的硬件。

      火控二级技术军士戴维・贝克(David Baker)说,最大的收获是看到打印件在实际服役中发挥作用。"看到我们用 3D 打印机做出的产品真正运转起来,为艇员解决现实问题,这很有成就感。" 他说。火控高级技术军士威尔・麦克雷里(Will McCrary)认为,这一结果检验的既是硬件,也是开发速度。"这不仅仅是一次技术演练,更是基层(deckplate)快速原型制作的可行性验证。" 他说,"我们利用增材制造技术,与行业伙伴携手合作,证明我们能够以远短于常规开发周期的时间,为潜艇部队交付一种可靠、低成本的能力。"

在洛杉矶级快速攻击潜艇 "帕萨迪纳" 号的鱼雷发射管内,一个定制的 3D 打印防水外壳保护着 Blueye X3 遥控潜水器(ROV)的连接部件

在洛杉矶级快速攻击潜艇 "帕萨迪纳" 号的鱼雷发射管内,一个定制的 3D 打印防水外壳保护着 Blueye X3 遥控潜水器(ROV)的连接部件。图片来源:二级士官梅拉尼・琼斯 - 桑顿(Mailani Jones-Thornto)。

这项能力带来什么

      对于潜航中的潜艇,该系统提供了一种无需上浮、也无需派潜水员下水,就能勘察周边水域、检查感兴趣区域的手段。由于成本低廉、部署迅速,它还为潜艇部队提供了一个低风险的试验平台:在投入资金大规模推广之前,可以先在小范围内验证想法。

将这一构想推向日常应用的工作已经展开。部队正在起草正式的 ROV 人员资格标准(PQS)卡,用以规定艇员操作该航行器前必须接受的培训。无论何时使用该系统,现有的鱼雷发射管安全规则都将继续适用。

源自潜水员项目

        这项试验可以追溯到 "绿䲟鱼"(Green Remora)计划 —— 由罗布・高彻(Rob Gaucher)中将担任美国潜艇部队司令时发起。该计划的初衷较为有限:为潜艇潜水员提供更好的工具,以便检查艇体是否存在安全威胁,并检修安装在艇外的设备。

作为该计划的一部分,大西洋潜艇部队司令部购买了两台 Blueye ROV,一直在探索它们的能力极限。从鱼雷发射管中释放一台,是迄今最具雄心的用法。这次演示汇集了四方力量:"帕萨迪纳" 号艇员、SIMA 2M 车间、SIMA 增材制造单元以及 Blueye Robotics 的技术人员。他们的联合成果表明:岸基维修站点的一台桌面级树脂打印机,就能为潜艇武器系统生产出可用的部件,省去一笔六位数的改装费用,并以远快于传统采办流程的速度,将想法变成可用的硬件。

在洛杉矶级快速攻击潜艇 "帕萨迪纳" 号上进行鱼雷发射管试射前,火控高级技术军士威尔・麦克雷里正在检查 Blueye X3 遥控潜水器(ROV)的连接部件

在洛杉矶级快速攻击潜艇 "帕萨迪纳" 号上进行鱼雷发射管试射前,火控高级技术军士威尔・麦克雷里正在检查 Blueye X3 遥控潜水器(ROV)的连接部件。图片来源:二级士官梅拉尼・琼斯 - 桑顿。

海军更广泛的 "按需打印" 推动

       "帕萨迪纳" 号试验只是海军目前在整个潜艇部队推行的一项政策的小规模例证。8 月 11 日,海军为潜艇建造、维护和修理工作快速通道化了 3D 打印部件,取消了曾拖慢应用进度的行政和工程环节。"绿䲟鱼" 计划的推动者、现任潜艇项目主管罗布・高彻中将将这一变化描述为对供应链延误的回应。打印的金属部件已在美国 "华盛顿" 号(USS Washington)和 "内华达" 号(USS Nevada)潜艇上服役,而 SUBSAFE(潜艇安全)系统仍遵循现有的质量规则。

        潜艇部队之外,海上打印也在接受测试。在一场美方联合行动中,美国在舰船与岸上之间打印了金属部件。这项工作由海军研究生院先进制造研究与教育联盟牵头,陆军 DEVCOM ARL 作为政府方主导。各团队共交付了 32 个金属部件:其中 24 个通过诺克斯维尔军械库的 "回传"(reachback)方式完成,8 个在 "阿斯特里克斯" 号(MV Asterix)甲板上使用SPEE3D的冷喷涂系统打印。

        海军还在研究如何信任制造出来的打印件。它正在资助Senvol 公司牵头一项增材制造传感器融合计划,该计划将持续到 2027 年 7 月。该项目旨在建立一种标准化、数据驱动的方法,用于判断打印部件是否适合安装,并让合格部件能够来自更广泛的供应商群体。

       这些工作大多针对大型金属部件和船厂级打印机。"帕萨迪纳" 号上那个不到 1000 美元的树脂外壳则表明:一些最快的成果,恰恰来自艇员自己动手解决自己的问题。

     来源:中国3D打印网编译文章!


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