Mach-X團(tuán)隊(duì)獲得500萬(wàn)美元融資，將3D打印和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)融入高超音速飛行器

2025年8月21日，南極熊獲悉，美國(guó)亞利桑那大學(xué)的Mach-X工程團(tuán)隊(duì)已獲得美國(guó)陸軍500萬(wàn)美元的撥款，用于開(kāi)發(fā)一種集成3D打印和機(jī)器學(xué)習(xí)的合金制造工藝。項(xiàng)目旨在生產(chǎn)高超音速飛行器的關(guān)鍵部件，其飛行速度至少是音速的五倍。

亞利桑那大學(xué)負(fù)責(zé)研究與合作的高級(jí)副總裁托馬斯·迪亞茲·德拉魯比亞表示：“這項(xiàng)撥款體現(xiàn)了亞利桑那大學(xué)在高超音速和材料科學(xué)領(lǐng)域享有盛譽(yù)的專業(yè)知識(shí)，能夠增強(qiáng)國(guó)家的國(guó)防能力。建立和培育此類研究伙伴關(guān)系有助于亞利桑那大學(xué)塑造未來(lái)并應(yīng)對(duì)緊迫挑戰(zhàn)，我們非常期待看到 Mach-X 團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)成果�！�

△Mach-X團(tuán)隊(duì)。照片來(lái)自亞利桑那大學(xué)。

推進(jìn)高超音速飛行器材料

研究團(tuán)隊(duì)由材料科學(xué)與工程系主任 Sammy Tin、Patrick R. Taylor 領(lǐng)導(dǎo)，成員包括 KrishnaMuralidharan、Oana Cazacu、AndrewWessman、Benoit Revil-Baudard、RonLiang、Tribikram Kundu 和 KavanHazeli，正與雷神公司（RTX 旗下子公司）合作，使用能夠承受極端熱環(huán)境的鎳基合金開(kāi)發(fā)原型。

據(jù) Tin 介紹，這些部件必須在承受巨大機(jī)械應(yīng)力的同時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間承受超過(guò) 1,100 攝氏度的高溫，并保持完整性。

此前，陸軍已于2025年初撥款310萬(wàn)美元用于耐火合金研究。克雷格·M·伯格工程學(xué)院院長(zhǎng)戴維·W·哈恩表示：“這些意義非凡的獎(jiǎng)項(xiàng)進(jìn)一步證明了亞利桑那大學(xué)在高超音速研究領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。這筆資金將學(xué)術(shù)界、政府和工業(yè)界匯聚在一起，以擴(kuò)大研究能力，同時(shí)支持國(guó)家在國(guó)土安全和技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)先事項(xiàng)�！�

△高超音速系統(tǒng)概念圖。圖片來(lái)自 Kratos Defense & Security Solutions, Inc.

3D打印與機(jī)器學(xué)習(xí)的融合

Tin 解釋說(shuō)，團(tuán)隊(duì)的主要任務(wù)是確定最佳金屬成分，并設(shè)計(jì)出耐用的3D打印微結(jié)構(gòu)。為了支持這項(xiàng)工作，他們將應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)和先進(jìn)的非線性聲學(xué)檢測(cè)（一種利用聲波評(píng)估打印部件完整性的無(wú)損技術(shù)）來(lái)改進(jìn)和微調(diào)制造工藝。

Muralidharan表示：“我們可以在制造零件時(shí)評(píng)估質(zhì)量，并在必要時(shí)當(dāng)場(chǎng)調(diào)整工藝流程�！彼�指出，新方法建立在昆杜的研究基礎(chǔ)之上。

機(jī)器學(xué)習(xí)將進(jìn)一步模擬打印件的形態(tài)。Muralidharan說(shuō)道：“我們將在更簡(jiǎn)單的部件上訓(xùn)練算法，并用它來(lái)解讀測(cè)試過(guò)程中的聲學(xué)響應(yīng)。這將非常有把握地告訴我們是否存在缺陷以及哪些結(jié)構(gòu)能夠正常工作�！�

高超音速飛行器的進(jìn)步

今年2月，普渡大學(xué)應(yīng)用研究所(PARI)的研究人員宣布，他們正在探索3D打印深色陶瓷的方法，從而為高超音速飛行器制造復(fù)雜的耐熱部件。他們的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)高超音速飛行器部件的復(fù)雜形狀，同時(shí)提高可擴(kuò)展性和效率。在普渡大學(xué)材料工程學(xué)院的Rodney Trice教授的帶領(lǐng)下，研究團(tuán)隊(duì)正在使用數(shù)字光處理 (DLP) 技術(shù)將這些陶瓷用于增材制造。這臺(tái)3D打印機(jī)位于PARI的高超音速先進(jìn)制造技術(shù)中心(HAMTC)。

此外，航空航天制造商通用電氣航空航天公司（GE Aerospace）展示了一款新型高超音速雙模沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)。據(jù)稱，這款新型沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)各種多任務(wù)飛機(jī)的高速飛行和遠(yuǎn)距離飛行。據(jù)報(bào)道，在俄亥俄州埃文代爾的潔凈空氣、連續(xù)流、高速推進(jìn)測(cè)試設(shè)施中進(jìn)行測(cè)試后，這款高超音速發(fā)動(dòng)機(jī)的性能超出了預(yù)期。它展示了雙模沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)健運(yùn)行，并且與之前試飛的高超音速技術(shù)演示器相比，氣流增加了三倍。