瑞典飛機制造商薩博公司日前宣布研制出全球首個軟件定義飛機機身，這是與Divergent Technologies公司合作的成果。該突破結(jié)合了大規(guī)模金屬增材制造與軟件驅(qū)動生產(chǎn)，向著高度適應性飛機設計與制造邁出了重要一步。

這個實驗性機身長逾5米，由26個獨特的3D打印金屬部件構(gòu)成，采用了Divergent公司的工業(yè)激光粉末熔融打印和機器人裝配系統(tǒng)。據(jù)薩博公司稱，該機身無需專用模具或夾具，是迄今為止為動力飛行制造的最大增材制造金屬結(jié)構(gòu)之一。它已通過結(jié)構(gòu)載荷驗證測試，預計于2026年進行首飛。

這一舉措源于薩博向基于模型的工程模式的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，該方法已在"鷹獅E"戰(zhàn)斗機項目中應用。MBE讓跨學科工程師能夠基于共享的數(shù)字孿生體協(xié)同工作，用定義每個部件和每個制造步驟的數(shù)字化三維指令取代傳統(tǒng)的二維圖紙。這種方法使"鷹獅E"得以引入早期模擬、快速設計權(quán)衡和更復雜的系統(tǒng)優(yōu)化。

這也為"鷹獅E"的航電架構(gòu)奠定了基礎，該架構(gòu)將飛行安全關鍵軟件與任務關鍵軟件分離，且獨立于特定的計算機硬件。這消除了現(xiàn)代戰(zhàn)斗機項目中常見的緩慢且昂貴的升級周期。薩博表示，由此帶來的敏捷性體現(xiàn)在其內(nèi)部口號中："晨間編碼，午后飛行"。該戰(zhàn)機甚至曾搭載在標準航電計算機上運行的人工智能代理升空。

將軟件敏捷性引入硬件制造

受此進展啟發(fā)，薩博內(nèi)部創(chuàng)新團隊"雨林"正在探索如何讓制造過程本身變得像航電系統(tǒng)一樣具有高度適應性。團隊將這一目標稱為"軟件定義硬件制造"。

"我們在問自己一個問題——對于'鷹獅E'，客戶獲得的是一個可以在早晨為任務關鍵應用編碼、下午就能試飛的平臺。我們?nèi)绾文転樗麄冊趯嶋H硬件方面提供同等水平的軟件靈活性？我們稱之為'軟件定義硬件制造'，"雨林團隊負責人阿克塞爾·博特表示。

博特解釋說，挑戰(zhàn)不僅在于建模改進，更在于執(zhí)行改進。即使擁有精確的數(shù)字孿生體，由于依賴固定的工裝、模具和夾具，調(diào)整物理生產(chǎn)仍然緩慢。"調(diào)整現(xiàn)有制造過程緩慢且僵化，因為你需要訂購并依賴構(gòu)建設計所需的物理工具、模具和夾具。軟件定義制造改變了這一點。它將我們在設計階段的速度和靈活性帶到了制造階段。"

與Divergent公司的合作是該團隊實現(xiàn)這一目標的第一步。增材制造使得承力結(jié)構(gòu)可以遵循優(yōu)化算法決定的曲線化、有機幾何形狀，而不是傳統(tǒng)機身中筆直的肋條和桁條。"通過增材制造，承力結(jié)構(gòu)不必像肋條和桁條那樣遵循直線和直角，而是可以有機地遵循最優(yōu)載荷路徑。人類無法手動繪制這些部件，必須由優(yōu)化和人工智能算法生成。"

機身生產(chǎn)的新路徑

薩博表示，通過采用AI設計和3D打印的結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)鉚接組裝相比，機身部件數(shù)量可以減少至少百倍。該技術(shù)還可以實現(xiàn)將布線、冷卻、液壓等系統(tǒng)直接集成到結(jié)構(gòu)部件中，從而可能降低重量并簡化結(jié)構(gòu)。

博特將長期愿景描述為一個能夠即時自我重新配置、以制造數(shù)字孿生體指定產(chǎn)品的工廠。"我們設想，薩博未來的生產(chǎn)工廠是我們最重要的產(chǎn)品，"他說，"我們將此概括為'晨間設計，午后飛行'。"

盡管這樣的工廠仍是遙遠的目標，但薩博將打印出的機身視為軟件定義硬件在工業(yè)規(guī)模上可行的證明。公司將適應性視為現(xiàn)代軍事實力的核心，這與強調(diào)觀察、決策、行動速度的經(jīng)典OODA循環(huán)框架相契合。

隨著該機身準備于2026年進行首飛，薩博將此項目定位為其長期致力于使飛機更易于設計、升級和操作的又一步驟。該公司相信，這種方法將幫助客戶在未來戰(zhàn)場上做出更快、更有效的反應。

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