Odkąd piszę o wojskowych technologiach przyszłości, coraz częściej łapię się na tym samym wrażeniu – najciekawsze pomysły nie zawsze wyglądają jak broń. Czasem nie mają lufy, nie świszczą z wysoką prędkością i nie są obudowane dziwaczną okazjonalnie aurą tajemnicy. Czasem przypominają raczej rozwiązanie rodem z przydomowego warsztatu, które ktoś zabrał zbyt daleko, a potem okazało się, że w tym pozornym szaleństwie kryje się całkiem poważna logika. Takim właśnie sprzętem jest pomysł hawajskiego startupu Voltage Vessels.
Ta wojskowa łódź z drukarki 3D nie tylko wygląda nietypowo
Opracowana przez startup sześciometrowa łódź RHIB, czyli sztywnokadłubowa łódź pneumatyczna, została przygotowana z myślą o ocenie przez amerykański sektor obrony morskiej. Nie powstała jednak klasyczną metodą, a więc z form, laminatu, włókna szklanego, aluminium, specjalistycznego oprzyrządowania i stałej stoczni. Kadłub został bowiem wydrukowany w technologii wielkoformatowego druku 3D, a w centrum całej historii znalazł się materiał Eclipse X9, łączący recyklingowany termoplast PETG z ciętym włóknem bazaltowym.
Czytaj też: 9700 ton, Aegis i SPY-6. Amerykanie dostali okręt bojowy godny XXI wieku
Bazalt w tej opowieści nie jest byle dodatkiem. Jest to skała wulkaniczna, której ewidentnie Hawaje mają pod dostatkiem. Po rozdrobnieniu i wykorzystaniu jako zbrojenie w kompozycie może zwiększać odporność materiału, a jednocześnie nie wnosić problemów typowych dla metali. Samo PETG też nie jest tu przypadkowe, bo jako termoplast może być przetwarzany ponownie. W idealnym więc scenariuszu zużyty albo uszkodzony element można rozdrobnić, przygotować z niego granulat i wrócić z nim do druku następnego komponentu. Wydaje mi się, że właśnie tu temat zaczyna być znacznie ciekawszy niż ot sama “łódź z plastiku”, bo to ewidentnie nie jest próba udowodnienia, że drukarka 3D magicznie zastąpi całą stocznię. Raczej próba przesunięcia części produkcji w inne miejsce łańcucha logistycznego.
Zamiast wysyłać gotową łódź przez ocean, można wysłać plik, materiał i wykorzystać regionalny węzeł produkcyjny. W świecie cywilnym takie myślenie znamy od lat jako obietnicę druku 3D, ale wojsko patrzy na nie zupełnie inaczej. Dla niego nie chodzi o wygodę, tylko o przetrwanie operacji wtedy, gdy porty, magazyny i długie trasy dostaw stają się oczywistymi celami dla wrogów. Czy jednak to w ogóle ma sens z perspektywy działań wojennych? USA są tego świetnym przykładem.
Prowadzenie wojny z dala od swoich granic ma swoje konsekwencje
Stany Zjednoczone od dawna myślą o konflikcie w rejonie Oceanu Spokojnego jako o logistycznym koszmarze. Guam, Filipiny, wyspy, rozproszone bazy, wielkie odległości, ograniczona infrastruktura i przeciwnik, który będzie próbował uderzać nie tylko w okręty, ale też w całe zaplecze wojska. W takim układzie nawet prosta łódź pomocnicza realizująca jakieś misje przestaje być banalnym sprzętem. Jeśli zostanie uszkodzona, trzeba ją zastąpić. Jeśli trzeba czekać tygodniami, problem robi się operacyjny. RHIB-y są wprawdzie pozornie małe, ale pełnią wiele zadań. Służą do transportu ludzi, abordażu, działań specjalnych, przechwytywania małych jednostek, patroli i szybkiego reagowania. Nie są to lotniskowce, ale właśnie takie “robocze” platformy potrafią decydować o rytmie działań na wodzie.
Czytaj też: Sowieci chcieli usłyszeć koniec świata, a doprowadzili go do szału. Radar przyszłości zardzewiał pod Czarnobylem
Podobną logikę zauważyłem przy bezzałogowym okręcie USX-1 Defiant, który nie próbuje być klasycznym okrętem pozbawionym załogi, lecz platformą projektowaną od początku pod autonomię, długą pracę i minimalizację ludzkiej infrastruktury. Z kolei przy nawodnych dronach Prowler i Frenzy wspominałem, że małe lub średnie jednostki nawodne stają się coraz ważniejszym polem eksperymentów. Teraz do tej układanki dochodzi jeszcze produkcja. Nie tylko co pływa, ale też gdzie, jak i z czego powstaje.
Eclipse X9 i druk 3D to materiał ważniejszy od samej łodzi
Eclipse X9 wygląda na najważniejszy element całej konstrukcji. Według udostępnionych danych kompozyt osiągnął wytrzymałość na rozciąganie około 108 MPa wzdłuż kierunku druku. Do tego dochodzi wytrzymałość na zginanie przekraczająca typowe alternatywy PETG z dodatkiem włókien drewnianych. Jeszcze ciekawsze są dane dotyczące środowiska morskiego. Materiał miał bowiem zachować ponad 90 procent wytrzymałości po ponad dwóch latach ekspozycji na słoną wodę, a jego absorpcja wody miała pozostać poniżej 0,4 procent. W zastosowaniach morskich to nie jest byle drobiazg. Sól, promieniowanie UV, woda, zmienne temperatury, uderzenia i stałe obciążenia potrafią odbić się na możliwościach konstrukcji i dlatego dopiero długotrwałe badania, inspekcje po zmęczeniu materiału oraz testy w warunkach operacyjnych pokażą, czy Eclipse X9 nadaje się do czegoś więcej niż intrygującego projektu.
Sam druk 3D również nie jest idealny, bo przecież wytwarzanie kolejnych warstw nadal dręczy problem anizotropii, czyli różnic wytrzymałości zależnie od kierunku warstw, ale tutaj ewidentnie nie mówimy o plastikowej zabawce z powiększonej drukarki. Zresztą druk 3D nie musi zastępować każdej metody wytwarzania. Wystarczy, że rozwiąże kilka bolesnych problemów tam, gdzie klasyczna produkcja jest za wolna, za sztywna albo za bardzo zależna od oprzyrządowania. Zresztą łączy się to dobrze z wcześniejszymi przykładami, bo przy plastikowym silniku rakietowym z drukarki 3D najciekawszy był nie sam materiał, lecz geometria i sposób myślenia o chłodzeniu. Przy polskiej technologii MEX dla stali istotna była zaś wizja części zamiennych produkowanych bliżej miejsca użycia.
Czytaj też: Pływające samoloty wojskowe fascynują mnie do dziś. Chiny robią z nich coś więcej
Jest jeszcze jedna właściwość, która dla wojska może być szczególnie kusząca. Bazaltowe zbrojenie nie przewodzi prądu tak jak metale, a cały materiał ma niskie właściwości dielektryczne. W teorii daje to przewagi przy falach radiowych, sensorach, antenach i łączności, bo kadłub nie musi zachowywać się jak problematyczna metalowa skorupa. Taka jednak “przezroczystość” radiowa zawsze zależy od konkretnych częstotliwości, grubości, geometrii i integracji wyposażenia.
Przyszłość może pachnieć plastikiem, solą i rozgrzanym bazaltem
Najbardziej podoba mi się w tej historii jej paradoks. Mówimy o wojskowej technologii przyszłości, ale jej składniki są niemal prymitywnie namacalne, bo obejmują plastik z recyklingu, wulkaniczną skałę oraz drukarkę 3D. Nie ma tu majestatu wielkiej stoczni ani mitu stalowego kadłuba rodzącego się miesiącami w hali. Jest za to myślenie bliższe XXI wiekowi, ale rozproszone, cyfrowe, materiałowe i nastawione na skracanie dystansu między potrzebą a produktem. Czy taka łódź trafi kiedyś do regularnego użycia? Nie wiem. Czy pokazuje coś ważnego o przyszłości wojskowej produkcji? Moim zdaniem tak. Przyszłość nie zawsze wygląda bowiem tak, jak latający samochód albo humanoidalny robot. Czasem wygląda jak kadłub z drukarki 3D, który powstał z materiału przypominającego połączenie śmieciarki, wulkanu i laboratorium kompozytów.
Źródła: Interesting Engineering, Voltage Materials
