3D打印超音速易存储液体火箭发动机斩获美空军2860万美元大单，Ursa Major再秀！

太空竞赛中的3D打印黑马

还记得Ursa Majors吗? AM易道曾经撰文分享这家野心十足的3D打印公司：

• 美3D打印远程固体火箭发动机完成飞行测试，Ursa Major四个月从设计到量产！
• Ursa Major的3D打印野心：铜合金液发与SpaceX竞争，固发解决五角大楼导弹危机

建议读者阅读上面两篇文章了解这家企业。今天要分享的是其另一个重磅消息：

美国空军研究实验室（AFRL）火箭推进部门于2025年5月初宣布向Ursa Major颁发价值2860万美元的合同，用于其Draper引擎的后续开发与飞行演示。

这份固定价格合同将支持AFRL在快速响应空间、高超音速和在轨推进方面的更广泛目标。

这标志着Draper引擎从实验室测试进入实际飞行阶段。

据报道，这份合同涵盖「直到2027年初的工作」，不仅包括Draper引擎与测试载具的集成，还将进行飞行演示。

Ursa Major的Draper引擎首次成功热试车测试于2024年5月宣布，距离公司2023年5月开始研发该引擎不到一年时间，这一速度远快于行业常规。

在达成这一里程碑后，Ursa Major已对Draper进行了超过200次热试车测试。

Draper引擎：高超音速技术的技术突破

Draper是一种输出4000磅推力的闭合催化剂循环系统，使用非低温燃料组合（过氧化氢和煤油），这种设计使其非常适合需要随时发射的小型高超音速防御飞行器。

这种组合弥合了固体和液体火箭之间的差距，同时保留了两者的优势。

根据Reuters报道，Draper引擎设计用于将物体机动到新轨道并模拟高超音速威胁，其名字来源于科幻小说系列《苍穹浩瀚》(The Expanse)中的一个角色。

Draper汲取了Ursa Major的Hadley引擎的架构和制造遗产，这是一款已生产了100多台的成熟发动机。

据外媒报道，Draper的设计进一步促进了高超音速威胁的有效模拟，并解决了美国高超音速能力的关键需求。

根据Breaking Defense的报道，Draper引擎的创新之处在于提供了典型固体火箭发动机的战术存储能力，以及液体引擎提供的节流和更大范围，关键的实现特性是可存储的过氧化氢和煤油作为推进剂组合。

过氧化氢燃料易于存储，这降低了发射前的物流复杂度，而其他通常用于提供导弹达到高超音速速度（马赫5及以上）所需高推力的高毒性液体燃料则需要特殊处理。

简单来说，就是液体引擎变得像固体引擎一样容易存储。

传统上用于测试导弹防御系统的固体火箭发动机无法实时改变推力来主动节流并响应不断变化的条件。

据外媒报道，随着敌对高超音速武器变得越来越复杂和不可预测，像Draper这样的液体火箭引擎提供了主动推力控制和推力范围，赋予其高超音速防御所需的机动性和灵活性。

查阅大量资料后，AM易道总结在技术参数上，Draper引擎具有以下关键优势：

• 封闭循环架构意味着煤油可以完全关闭，引擎可以仅用分解的过氧化氢运行，或者用过氧化氢和煤油混合运行。
• 可以将推力降低到最大功率的10%以下，这对于高超音速末端阶段或在非地球表面着陆等应用非常有用。
• 高推进剂密度使其能在空间受限的高超音速飞行器中提供更多能力。
• 使用环保的可存储推进剂，提高了安全性并降低了环境风险。
• 支持自动点火，无需专用点火系统即可多次重启。
• 过氧化氢还可用于姿态控制系统，消除了对额外姿态控制推进剂的需求。

防卫战略中的应用前景

Ursa Major首席执行官Dan Jablonsky在谈到这份AFRL合同时表示：

「根据这份合同，Ursa Major将担任战术飞行演示器的主要集成商，这将证明使用可储存液体火箭系统应用于高超音速的能力。

由于其战术配置，可储存液体火箭引擎，如Ursa Major的Draper，独特地能够以规模化制造并以比替代方案低得多的成本向战斗人员提供高超音速能力。」

Ursa Major创始人Joe Laurienti表示，Draper引擎旨在满足那些希望开发模拟高超音速威胁的测试目标的客户需求。

该引擎还将提供给需要高冲量机动或插入月球轨道的太空应用，如轨道转移飞行器。

值得注意的是，Draper引擎的开发正契合特朗普政府的防御战略重点。

今年1月，美白宫发布了一项行政令，呼吁建立一个防御系统，后来被命名为「金色穹顶」(Golden Dome)。

据报道，该计划要求构建一个下一代导弹防御盾，能够防御来自同级、接近同级的弹道、高超音速、先进巡航导弹和其他下一代空中攻击。

美国国会最新的预算提案中已为该项目拨款约250亿美元。

3D打印的制造盛宴

Ursa Major在火箭引擎制造中的成功很大程度上归功于其对3D打印的创新应用。

据报道，Draper引擎超过80%的部件是3D打印的，并采用模块化设计。

Ursa Major的首席运营官总结这种制造方法带来了显著优势：

• 开发速度提升：根据Ursa Major的资料，其扬斯敦工厂的工艺将生产和交付周期压缩到一个月，而传统制造至少需要六个月。
• 成本大幅降低：Jablonsky表示，Draper引擎「比当前系统更高效且更便宜，有时甚至低一个数量级」。
• 设计优化：3D打印允许制造复杂几何形状，提高性能同时减轻重量。
• 材料创新：公司不仅使用现有合金，还开发专门针对增材制造的新材料。

AM易道结语

Ursa Major已展示出将Draper技术应用于多个领域的潜力。

前文提到，它最初将作为高超音速导弹配置，也可以在太空中存储数年用作太空拦截器，Ursa Major也在瞄准商业市场，如太空机动应用。

AM易道认为，随着3D打印技术在航空航天和国防领域的应用不断深入，我们将看到更多像Ursa Major这样的创新型企业造出全新的装备。

更关键的是交付足够快。

美国空军研究实验室火箭推进部门主任Shawn Phillips博士在评价Ursa Major的工作时表示：

「这个项目最令人印象深刻的方面可能是在令人难以置信的短时间内交付了一个多功能、可存储的火箭引擎。」

AM易道认为，随着更多企业证明这种技术在高端应用中的可靠性和经济性，像#UrsaMajor 这样千万美元级别的合同将层出不穷。

在全球各国竞相发展尖端武器系统的背景下，3D打印将成为赢得这场技术和时间竞赛的关键因素。

美国国防部已经认识到这一点，正加大投入支持增材制造技术在关键国防领域的应用。

未来五年，我们预计将看到更多3D打印技术在#高超音速、#太空防御、#推进系统 等领域的突破性应用，同时这些技术也会逐步向民用或商业航天航空领域渗透，形成以3D打印为核心的创新制造生态系统。