初創企業利用汽車、水力壓裂和製藥技術來降低成本並加快生產
3D打印大幅縮短火箭發動機生產時間,傳統企業也在積極創新
專家和高管表示,質量、認證和規模化仍是新進入者面臨的障礙
Mike Stone
路透華盛頓7月1日 - 國防科技初創企業正在將汽車芯片和水力壓裂用管道改作他用——同時借鑑製藥企業的生產方法——以期更快、更低成本地向五角大樓交付武器。
用於驅動導彈和其他武器的火箭發動機的需求激增,促使人們對供應鏈進行了新的思考。據路透採訪的十位行業高管、專家和美國官員稱,為了追求高回報,硅谷風格的初創企業正在挑戰長期主導該行業的國防公司,而對生產速度、大批量和低成本的需求將這些傳統企業捲入了這場競爭。
五角大樓的數據顯示,自2022年俄羅斯入侵烏克蘭至美國襲擊伊朗期間,美國已消耗了超過五萬枚 火箭、導彈及其他由火箭發動機驅動的彈藥。 華盛頓 正撥出530億美元,並簡化採購規則,以增加關鍵導彈和火箭的生產。
洛歇·马丁公司 LMT.N、波音公司 BA.N 以及雷神公司母公司RTX RTX.N 等最大軍工承包商的首席執行官們已警告稱,固體火箭發動機的短缺正在影響導彈的生產。
如今,國防領域的創業者必須證明他們有能力兌現承諾。取悅五角大樓將帶來巨大收益,包括與一家年度預算超過一萬億美元的政府機構簽訂合同,以及獲得其他政府在向新承包商採購前希望看到的認可印章。
挑戰還在前方。所有新進入者都需要生產足夠數量的新型武器,以滿足不斷增長的需求。 許多新進入者正在為現有導彈製造火箭發動機,有些則在製造整枚導彈, 但 目前尚無任何一家公司將生產規模擴大到足以取代傳統承包商的程度。
傳統固體火箭發動機製造商諾斯羅普·格魯曼公司 NOC.N 和 L3Harris 公司 LHX.N 表示,他們一直在推進自身的研發工作,以應用3D打印和新型混合技術等新技術。
從汽車轉向系統到導彈制導系統
總部位於加利福尼亞州的卡斯特利昂(Castelion)公司生產固體火箭發動機和高超音速武器,該公司從汽車行業引入了用於高級駕駛輔助系統和電動汽車的精密電子元件,以幫助其導彈 精準制導至目標。首席運營官肖恩·皮特(Sean Pitt)表示,這些被稱為現場可編程門陣列(FPGA)的汽車行業處理器,其採購成本僅為航空航天行業同類產品的十分之一 ,且交付速度 比後者快六倍。
石油和天然氣行業是Castelion的另一個重要供應鏈資源。該公司沒有從交貨周期較長的航空航天供應商處採購高壓金屬管,而是採用了用於水力壓裂過程中破裂岩層的高溫、抗應力精密加工管。
皮特表示,這些 管材的設計能夠承受與火箭發動機要求相當的高溫和高壓,但與航空航天行業的同類產品相比,其供應商數量遠多,價格也更低。Castelion公司最近估值接近30億美元,已 贏得 (link) 五角大樓的大額合同,將生產超過 500 (link) 枚高超音速武器。
火箭發動機推進劑的混合是初創公司安杜里爾(Anduril)的另一個創新領域。作為 (link) 近期進入國防工業領域並已斬獲數十億美元合同的較為成功的新晉企業之一,該公司正在運用製藥行業的一項技術來混合火箭發動機所用的化學物質。
Anduril( 估值達 610億美元 (link))已購入科羅拉多州FlackTek公司的無葉片混合機,該設備能在數分鐘內(而非數小時)處理數百公斤的推進劑批次。 安杜里爾表示,與之前的混合系統相比,該設備的生產吞吐量提高了十倍以上。無葉片混合機的產量是傳統工業混合機的24倍以上,而傳統工業混合機更像是一台帶有攪拌槳的巨型灶底1攪拌機,且清潔過程耗時較長。
相同的無葉片離心技術還被用於生產精密化合物,包括基於脂質體的癌症治療藥物——在這些應用領域,批次一致性和污染控制的要求與武器生產一樣嚴苛。
儘管如此,試圖進軍固體火箭發動機領域的新進入者仍面臨諸多挑戰。智庫「戰略與國際研究中心」導彈防禦項目主任卡拉科(Tom Karako)指出,這些挑戰包括「固體燃料火箭發動機所需的繁瑣、多步驟製造工藝——包括鑄造、固化、烘烤、X光檢測和打磨,隨後還需進行嚴格的檢驗」。
卡拉科補充道,固化爐和X光設備仍是該行業的瓶頸。
利用3D打印縮短生產周期
創新技術已經對軍火生產產生了巨大影響。傳統火箭製造商諾斯羅普·格魯曼公司(Northrop Grumman)2024年的一份案例研究估計,用3D打印的聚合物模具取代傳統機加工的金屬模具,可將建立一條生產線的所需時間從大約一年縮短至約六周,從而使從零開始開發新型火箭發動機的速度大大加快。
X-Bow Systems是一家總部位於新墨西哥州的公司,專門通過利用3D打印推進劑和火箭發動機的工藝,生產低成本固體火箭發動機(SRM)。
該技術有望大幅降低固體火箭發動機的生產時間和成本。X-Bow還表示,它能將新建一條用於製造3D打印發動機的生產線 (link) 的建設周期,從三到六年縮短至約十二個月。X-Bow已與五角大樓簽訂了一份價值1.91億美元的合同,將生產數百台固體火箭發動機。
總部位於得克薩斯州的Firehawk Aerospace公司成立於2020年,同樣利用3D打印技術製造固體火箭發動機,其成本僅為傳統生產方法的一小部分。Firehawk表示,其製造工藝將火箭燃料的生產時間從最長60天縮短至僅7小時,成本僅為傳統方法的十分之一。這使得定製設計的導彈能在數月內準備就緒進行測試。 Firehawk 獲得了風險投資公司 1789 Capital 的資金支持,而 唐納德·特朗普總統的兒子正是該基金的 合夥人之一。
政府的採購模式始終是初創企業的限制因素。五角大樓歷來按年度批量採購火箭,導致每年需求波動難以預測。
導彈零部件製造商 Divergent Technologies( )首席執行官盧卡斯·辛格(Lukas Czinger)表示:「我們如何才能獲得良好的多年期協議,確保這些協議不會因政府更迭而終止?這正是企業實現低成本運營所必需的。」