高温合金+3D打印+数字化开发=英国初创Alloyd涡轮喷气发动机？

戳关注，右上菜单栏···键，设为星标

随着无人机竞争日益充分、细分，高温合金3D打印技术开始在商业市场上崭露头角。英国牛津初创公司Alloyed正整合数字建模、3D打印和数字计算机数控加工，以更快为无人机提供小型涡轮喷气发动机。该公司目前正加快其3公斤、300牛顿推力发动机的高速生产；该发动机已于今年早些时候完成飞行测试，并开始交付客户。与此同时，Alloyed推进部门工程师正在测试1100牛推力版本，预计年底投入生产。

过去两年无人机作战战术的变化，导致小型涡轮喷气发动机需求增加。这一推动得益于3D打印方法使发动机制造成本降低，电子控制技术则使其更易飞行。俄罗斯和伊朗各自部署了由小型涡轮喷气发动机驱动的自杀攻击无人机。从慢速螺旋桨版本向这些变体的转变，产生了对由廉价小型涡轮喷气发动机驱动的快速拦截器的需求。报道称，涡轮喷气式无人机的航程是主导俄乌战争的电动旋翼机设计航程的10倍。

小型涡轮喷气发动机的另一个吸引力在于制造相对简单。与旧式螺旋桨驱动的自毁攻击无人机所用活塞发动机相比，它只有三个基本部件：压缩机、燃烧室和涡轮机。Alloyed的工艺使其能够快速设计、建造、修改和大规模生产新型涡轮喷气发动机及其部件。其平台允许对引擎进行持续迭代和开发，因为所有工具都是数字化的，不必承诺使用昂贵的固定工具。即使是正在生产的发动机，也仍需升级和迭代，Alloyed能够做到这一点，因为其设计、开发和生产都是数字化的。

Alloyed于2017年从牛津大学分拆出来，担任专有金属合金的计算设计和制造商，如喷气涡轮发动机热段的铝、镍、铌和镁配方。随着工程师在高温合金和3D打印方法方面积累专业知识，公司于2024年决定扩展到制造小型涡轮喷气发动机。Alloyed看到了通过制造喷气发动机部件、最终制造整个喷气发动机来应用这一点的机会。

2025年，Alloyed设计并开始台架测试其300牛发动机，今年早些时候开始设计1100牛变体。较小发动机可安装在2.5米长的无人机上，该无人机能够飞行约300公里；较大发动机可在更长距离上推进3米长的无人驾驶飞机，起飞质量为600至700公斤，具体飞机尺寸和航程取决于任务。Alloyed有多个客户签约购买每种设计，但只公开了总部位于牛津的MGI Engineering。MGI在2025年宣布有意在其SkyShark无人机上使用Alloyed的300牛发动机。Alloyed还在开发另外两种大小发动机。随着客户希望在整机平台上扩大航程、有效载荷和速度，对推力的要求越来越高。乌克兰战争正在推动整机的整体推进要求，因为在那里，无人机的设计和使用方式发生了最大的技术变革。不过，Alloyed也对用于侦察和非军事应用的可重复使用和远程无人机的发动机感兴趣。

从设计到部署，Alloyed在2025年初的10周内设计并在试验台上启动了第一台发动机。现在可以根据客户要求调整其基础发动机设计，并在大约两个月内生产出可飞行的发动机。工程师设计并构建发动机第一个版本，通过数字模拟运行，进行物理测试，将测试结果输入发动机数字模型，根据需要调整设计，然后重复构建和测试循环。台架测试中，发动机用螺栓固定在脚手架状金属框架上，金属线和金属探头连接到传感器，记录发动机不同部分的温度、压力和流速。测试在正常条件下室外进行，并在室内进行冷热条件下测试。进入飞行测试阶段后，工程师将其安装在无人机上，在牛津附近一个机场飞行，通过操纵杆从地面控制。

设计过程中的一个关键挑战是了解发动机点火后部件如何相互作用，因为涉及精细公差和极端温度、压力及转速。Alloyed可以对喷气涡轮机设计的许多方面进行建模和模拟，但真正的证据在于制造它并确保性能。数字设计循环允许Alloyed改变发动机设计以最大限度降低成本，这是拦截器或其他仅能持续一次飞行无人机的关键考虑因素。例如，设计可要求更薄的3D打印组件或更便宜的合金，这些组件只需承受短时间极端高温和磨损；也可将许多复杂组件简化为更少的3D制造件，以降低组装成本。Alloyed的理念很简单：如何在达到性能指标的同时尽可能降低成本。

声 明：原创文章，欢迎联系获取转载授权，并注明来源飞行邦；转载文章，目的在于传递更多信息，并不代表平台赞同其观点和对其真实性负责。 如涉及作品内容、版权和其它问题，请及时联系我们更正或删除 。文章版权归原作者及原出处所有 ，本平台只提供参考并不构成任何投资及应用建议。