США поставили огромное количество ракет в Украину, включая более 2000 переносных зенитных ракет земля-воздух “Стингер”, свыше 10 000 противотанковых ракет “Джавелин” и неизвестное количество управляемых ракет GMLRS для системы повышенной мобильности “HiMARS”. Поставщики сталкиваются с трудностями в восстановлении запасов, и аналитики задаются вопросом, насколько быстро США исчерпают запас ракет в случае крупного конфликта. Технология 3D-печати предлагает способ быстрого производства ракетных двигателей в масштабе, а также разработки нового оружия, недоступного при традиционных методах производства.
Сердцем ракетного двигателя является оболочка, которая должна выдерживать давление контролируемого взрыва, сопротивляясь крайним давлениям и температурам, сопровождающим направление силы струи ракетного двигателя, который движет ракету вперед.
Теперь компания Ursa Major из Колорадо получила контракт от ВМС США на производство ракетных двигателей Mk104, которые приводят в действие некоторые из наиболее важных вооружений ВМС. Среди них ракеты SM-2 для обороны от воздушных целей, SM-3 для защиты от баллистических ракет и ракеты SM-6 для атаки по морским целям.
Это не первый военный контракт Ursa Major, но это первый, который стал публичным.
“Это первый контракт, о котором мы можем объявить,” – сказал мне основатель и генеральный директор Ursa Major Джо Лорьенти. “На данный момент мы работаем над около десятка различных типов ракетных двигателей для различных ракет”.
Ursa Major сотрудничает с армией, военно-морским флотом и военно-воздушными силами США для производства ракет. Компания работает в этой области уже пять лет, и технология успела созреть к началу неожиданной необходимости в пополнении арсенала ракет США.
Лорьенти объясняет, что оболочки ракет традиционно делались из специального стального сплава с помощью устройства, известного как экструдер. Это машина размером с дом, которая использует огромное усилие, чтобы вытягивать металл в трубу, через которую проходит оболочка, состоящая из одного куска без сварочного шва, как это делается при других методах изготовления труб. В США всего лишь несколько таких экструдеров, что ставит препятствие на пути производства.
Ursa Major заменяет экструдер на аддитивное производство, то есть то, что большинство людей называют 3D-печать. Компания использует коммерческий 3D-металлический принтер размером с небольшую комнату и стоимостью всего несколько миллионов долларов. Основной проблемой при производстве ракетных двигателей было создание высококачественных сплавов, которые подходили для процесса печати. Это включает слои металлического порошка, сплавляемые вместе для создания предмета. Металлы создаются в порошковой форме, точно атомизированные до правильного размера зерна и перемешиваются так, чтобы результат был ровным, а конечный продукт был безупречен.
Аддитивное производство может изготавливать ракетные двигатели гораздо быстрее, чем это возможно в настоящее время. Например, ежегодное производство ракетных двигателей зенитных ракет “Стингер” с использованием традиционных методов составляет около 700 штук. Один 3D-принтер может выпускать партию из 50 двигателей “Стингер” за раз и производить более 1500 штук в год. Для увеличения производства достаточно просто привлечь еще один принтер.
Тот же метод и та же машина могут изготавливать различные типы ракетных двигателей, от переносных орудий до артиллерийских ракет. Ursa Major может производить ракетные двигатели почти для всего ассортимента современного американского вооружения, включая многие, о которых говорят в новостях.
“Если бы пять лет назад сказали, что нам нужно производить больше ракет ‘Стингер’, люди бы посмеялись. Но вот мы сейчас здесь”, – говорит Лорьенти.
“Стингер” – это тактическая зенитная ракета армии США, но ее производство было минимальным, потому что оружие не играло никакой роли в Ираке и Афганистане. Проведенное военное превосходство и отсутствие угрозы со стороны воздушных сил снизили приоритет новых “Стингеров” в списке требований.
Но в Украине “Стингеры” оказались жизненно важными, изменив тактическую картину и удерживая российские боевые вертолеты и штурмовые самолеты вне боя. Они также оказались эффективными против беспилотников “Шахед”. Украина не может получить достаточное количество “Стингеров”, и США уже отправляют больше ракет в Украину, чем их производится.
Та же история относится к ракете “Джавелин”. С противостоящей броне технике противника силы США в основном использовали “Джавелин” против укрепленных позиций с темпом нескольких сотен в год. Возможно, лучшая управляемая противотанковая ракета в мире, “Джавелин” оказался жизненно важным активом для уничтожения российских колонн танков, приближающихся к Киеву, и снова Украине необходимо больше таких ракет. На данный момент ежегодный объем производства составляет около 2400 “Джавелинов”, что примерно соответствует числу отправленных в Украину.
HiMARS – еще одно символическое оружие в борьбе Украины против российских захватчиков. Однако увеличение производственной мощности ракет GMLRS представляет собой вызов.
Тем временем в Красном море ВМС США расходуют ракеты стандартного типа как никогда прежде, находясь под атакой волн иранских беспилотников, запущенных из Йемена. В один из дней было зафиксировано 14 атакующих дронов. В настоящее время ВМС приобретают всего 125 стандартных ракет SM-6 в год.
Производственное предприятие аддитивного производства может производить множество видов ракетных двигателей, быстро переключаясь с одного на другой. Вся производственная мощность может использоваться для производства необходимых изделий без дополнительных затрат или задержек.
3D-печать также может выполнять задачи, которые ранее были невозможны, например, изготавливать целый турбинный агрегат за один раз.
“Традиционно сотни лопаток турбины делались индивидуально, затем доводились и собирались. Мы сделали все это в одном общем блоке, убрав десятки процессов”, – говорит Лорьенти.
Аддитивное производство может производить ракетные двигатели и другие компоненты с сложными внутренними структурами без пайки или сварки. Сложные формы равномерно и легко выполняются так же, как и простые.
Ранее в этом году Ursa Major разработала и протестировала новый гиперзвуковой ракетный двигатель и успешно использовала его в тестовом автомобиле Talon-A. Такие проекты могут способствовать появлению нового поколения космических ракет.
Россия планирует выиграть войну в Украине, исчерпав запасы американских ракет и других боеприпасов, и вынудив к мирному соглашению. Аддитивное производство имеет потенциал изменить ситуацию и продолжать поставлять достаточное количество оружия до тех пор, пока запасы советской техники в России не будут исчерпаны.
Война в Украине показала нам, как выглядит современная высокоинтенсивная война и насколько быстро расходуются ракеты. Сейчас нужно средство для производства ракет с такой же скоростью, с которой они расходуются. Потенциальные противники будут внимательно следить за тем, как США справляются с этим вызовом.