雷聲公司用機(jī)器人制造反導(dǎo)攔截彈殺傷器

李洪興

美國的《大眾機(jī)械》網(wǎng)站最近發(fā)表了一篇題目為《雷聲公司的工廠用機(jī)器人制造自殺式航天器》的文章，描述了雷聲公司在亞利桑那州圖森制造廠的情況，以下是本文的主要內(nèi)容：

當(dāng)各種費(fèi)用高昂的航空航天項(xiàng)目，例如飛機(jī)、導(dǎo)彈、防空系統(tǒng)等開發(fā)都遭遇到成本超出和進(jìn)展緩慢的困擾，致使裝備投入使用之后很快就過時(shí)，必須再投入巨資來更新的時(shí)候，各個(gè)防務(wù)巨頭都在想方設(shè)法提高自身的競爭力。雷聲公司在亞利桑那州圖森的一家制造廠正在制造一些新奇的產(chǎn)品，探索21世紀(jì)制造業(yè)的各種發(fā)展?jié)摿?。在那里，虛擬現(xiàn)實(shí)、3D打印、機(jī)器人技術(shù)、先進(jìn)的監(jiān)控技術(shù)正在改變國防面貌。不僅技術(shù)在改變，企業(yè)文化也在發(fā)生改變。

圖森工廠的重點(diǎn)業(yè)務(wù)是制造導(dǎo)彈，其中的制導(dǎo)系統(tǒng)需要精細(xì)的工程技術(shù)。那些靈敏的尋的器不僅需要在潔凈環(huán)境中制造，而且必須足夠結(jié)實(shí)和緊湊小巧。雷聲公司在圖森的工程技術(shù)人員目前有一個(gè)新項(xiàng)目，是在凈化車間制造“大氣層外殺傷飛行器”（EKV）。

EKV是用來跟蹤和摧毀來襲導(dǎo)彈彈頭的攔截器，由反導(dǎo)攔截火箭發(fā)射到空間之后，借助于微調(diào)傳感器跟蹤來襲彈頭，然后通過撞擊將其摧毀。EKV是具有小型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、制導(dǎo)系統(tǒng)，執(zhí)行自殺攻擊任務(wù)的短壽命航天器，其高度大約為1.4米，頂端安裝由低溫致冷系統(tǒng)保護(hù)的高靈敏度紅外望遠(yuǎn)鏡，依靠高速撞擊摧毀來襲彈頭。

已經(jīng)交付的EKV現(xiàn)在安置在阿拉斯加和加利福尼亞的空軍基地，由于部署的攔截器數(shù)量少，而且每次發(fā)射只能對(duì)付1個(gè)目標(biāo)彈頭，因此限制了美國防御洲際彈道導(dǎo)彈彈頭的能力，需要加以改進(jìn)。在EKV的多次試驗(yàn)失敗之后，美國國防部要求迅速重新設(shè)計(jì)和改裝，因此雷聲公司在設(shè)計(jì)下一代EKV的同時(shí)，進(jìn)行一次發(fā)射多個(gè)攔截器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

EKV不是雷聲公司的圖森機(jī)構(gòu)承擔(dān)的唯一天基項(xiàng)目，DARPA在2015年12月底授予了雷聲公司一項(xiàng)150萬美元開發(fā)小型衛(wèi)星的合同，要求從空中向部隊(duì)發(fā)送實(shí)時(shí)圖像，因此雷聲公司現(xiàn)在還在凈化間制造小型衛(wèi)星。

圖森機(jī)構(gòu)的融合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)著外購新材料改型以用于航空航天系統(tǒng)的任務(wù)，一些機(jī)器人承擔(dān)著精細(xì)工作。3D打印也在樣機(jī)開發(fā)中起著支持作用，3D打印機(jī)能夠以比較快的速度制造出用傳統(tǒng)的加工方法難以制造的復(fù)雜零件。由于進(jìn)行試驗(yàn)的時(shí)間和成本都大幅減少了，因此可以更多地嘗試新的東西。雷聲公司也采用了“浸入式”設(shè)計(jì)方法，虛擬現(xiàn)實(shí)的方法不但用于武器系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而且也被用于工廠的結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)。

小室自動(dòng)虛擬環(huán)境（CAVE）是雷聲公司開展虛擬現(xiàn)實(shí)活動(dòng)的至寶，它是被多個(gè)顯示立體3D圖像和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像的屏幕環(huán)繞的平臺(tái)。當(dāng)觀察者戴上配備天線的眼鏡之后，就可以“飛過”新導(dǎo)彈工廠的布局，整合所有的機(jī)器人、人員和硬件設(shè)施，既便于設(shè)計(jì)新的工廠，也可以根據(jù)新的政府合同來改造已有工廠。雷聲公司還可以將供應(yīng)商和用戶置于虛擬現(xiàn)實(shí)中，向他們展示打算如何開展工作。雷聲公司的工程技術(shù)人員也可以用同樣的方法，“飛過”導(dǎo)彈并且操縱所看到的東西，以避免工程事故或者在類似于導(dǎo)彈鼻錐的密集空間安裝更多的電子裝置。

在工廠的地面上，沒有叉車和起重機(jī)，各種零部件均由機(jī)械臂傳送到各個(gè)制造單元和測試單元。機(jī)械臂的工作區(qū)沒有人員進(jìn)入，一種自動(dòng)安全機(jī)制將人員與機(jī)械的活動(dòng)區(qū)分隔開來。一旦不可見的光束被遮斷，“光簾”就自動(dòng)關(guān)閉機(jī)械臂。

在人員工作區(qū)，也采取了各種技術(shù)措施來保證正常的工作流程，例如各種工具只有在設(shè)定了適當(dāng)扭矩的情況下才能夠使用，后勤支持系統(tǒng)會(huì)追蹤所有的零部件和工具，各項(xiàng)日常工作都有嚴(yán)格的清單。就拿工廠的小型衛(wèi)星裝配間來說，其它的工作區(qū)就像一個(gè)電影攝影棚，到處都有攝像機(jī)和麥克風(fēng)記錄著工作人員的一舉一動(dòng)，許多傳感器記錄著溫度和濕度。這樣，一旦在質(zhì)量控制中發(fā)現(xiàn)了問題，就能夠找到原因，并迅速改正。