Cómo responder a las amenazas hipersónicas

DARPA, la agencia de investigación del Pentágono, está buscando una forma de combatir o interceptar las armas hipersónicas enemigas.

Con países como China y Rusia trabajando a marchas forzadas para desarrollar armas hipersónicas capaces de alcanzar velocidades en torno a Mach 25, es natural que la palabra de moda en el Pentágono sea "Hipervelocidad".

La idea de fondo estriba en desarrollar una tecnología capaz de interceptar y neutralizar amenazas hipersónicas en la atmósfera superior de la tierra. Esto es debido a que los vehículos de deslizamiento hipersónico (HGV, por sus siglas en inglés) no vuelan al espacio exterior como los ICBM, sino que vuelan a través de la delgada atmósfera superior, donde alcanzan velocidades extremadamente altas, mientras se mantienen lo suficientemente bajos como para dificultar la detección en el radar.

Hasta ahora se han venido sopesando algunas posibilidades como las armas de energía dirigida, o el sistema THAAD. Sin embargo, se han descartado por sendos motivos: En el caso de las armas de energía dirigida se han descartado por su ineficacia en condiciones de mal tiempo, y en el caso del THAAD se ha descartado porque los THAAD están diseñados para proteger un área pequeña, y cubrir un país entero con sistemas THAAD sería económicamente inviable.

Sin embargo, habría una tercera posibilidad que es la que está barajando DARPA, basada en la idea de redirigir los misiles ​​para que no alcancen el objetivo deseado. Esta solución, aparte de ser técnicamente compleja serviría tan sólo como elemento disuasorio, pero no resuelve en modo alguno la desventaja actual de Estados Unidos frente a China y Rusia en lo referente a misiles hipersónicos.

A new approach to eliminating enclosed voids in topology optimization for additive manufacturing

Topology optimization is increasingly used in lightweight designs for Additive Manufacturing (AM).

However, conventional optimization techniques do not fully consider manufacturing constraints.

One important requirement of powder-based AM processes is that enclosed voids in the designs must be avoided in order to remove and reuse the unmelted powder.

In this work, Drs. Yulin Xiong, Song Yao, Zi-Long Zhao and Yi Min Xi propose a new approach to realizing the structural connectivity control based on the bi-directional evolutionary structural optimization technique.

This approach eliminates enclosed voids by selectively generating tunnels that connect the voids with the structural boundary during the optimization process. The developed methodology is capable of producing highly efficient structural designs which have no enclosed voids.

Furthermore, by changing the radius and the number of tunnels, competitive and diverse designs can be achieved. The effectiveness of the approach is demonstrated by two examples of three-dimensional structures. Prototypes of the obtained designs without enclosed voids have been fabricated using AM.

Read more:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214860419315519?via%3Dihub

El nuevo avión de Netanyahu incorpora un sistema avanzado antimisiles

En los últimos días, se ha instalado a bordo del nuevo avión Boeing 767 del primer ministro Benjamin Netanyahu el sistema antimisiles DIRCM (Direct Infrared Countermeasure) desarrollado por la división ISTAR de Elbit Systems. El sistema detecta el lanzamiento de misiles en una fracción de segundo y dirige un rayo láser a la cabeza del misil, obligándole a desviarse del objetivo.

Estos sistemas de Elbit se instalan a bordo de aviones y helicópteros de ala fija en 15 países de todo el mundo, y vienen incluídos de serie en los aviones comerciales israelíes de EL AL, Arkia e Israir, por una directiva de las autoridades militares israelíes tras el intento fallido de Al Qaeda en 2002 de derribar un vuelo de Arkia utilizando un MANPAD.

La semana pasada, este sistema DIRCM fue visto a bordo del avión oficial del presidente de Francia, Emmanuel Macron, cuando llegó a Israel para asistir al 75 aniversario de la liberación del campo de Auschwitz.

RAPID + TCT: Additive Manufacturing with Refractory Metals for Hypersonic Missiles

Refractory alloys have extraordinary resistance to heat and wear. With superior durability, are often the desired material for extreme environment applications such as space craft, missiles, and hypersonic vehicles. Due to the difficulty and high cost associated with manufacturing in complex shape, their utilization has been hampered even in the most demanding applications.

Additive Manufacturing, 3D printing, on the other hands has demonstrated a superior shape producing capability that is unattainable with traditional manufacturing processes. Develop and mature 3D printing of refractory metal alloys would greatly enhance the extreme environment product’s performance and lowering the cost.

In the NASA and private industry collaborative research and development work, to be presented at RAPID+TCT, successful 3D printing of high-quality Niobium C103 alloy components have been demonstrated and hot fire tested.

The properties of 3D-printed Nb C103 were compared to its equivalent wrought product, including the effect of heat treatments on microstructure evolution and materials properties. The 3D “as-printed” microstructures were extremely stable and largely intact even after 2 hours at 2900°F which is often exceeded this material’s application demand.

Superior properties of 3D-printed Nb C103 were observed from room temperature to elevated temperature. Hypothesis for such stable microstructures is proposed and validated. This work demonstrated a robust 3D printing process with superior materials properties, significant leap in producing highly sophisticated geometries, and sufficiently lowered manufacturing cost. A case study of performance gain in sophisticated Nb C103 engineered hardware will also be presented at RAPID+TCT.

More info:

https://rapid3devent.com/sessions/3d-printing-refractory-metals-for-extreme-environment-applications/

El Pentágono mantiene su apuesta por la Manufactura Aditiva

Los altos mandos del Pentágono quieren dar un uso más amplio a la Manufactura Aditiva para aplicaciones militares, a pesar de los obstáculos regulatorios que le han impedido hasta la fecha ampliar su gama de aplicaciones, y que le han hecho perder terreno frente a otros adversarios que se enfrentan a menos obstáculos regulatorios, tales como Rusia y China.

Actualmente, los avances más importantes en la carrera de armamentos están basados en el desarrollo y fabricación de misiles hipersónicos, area en la que la Manufactura Aditiva resulta imprescindible. El problema es que cuando un país como Estados Unidos consigue avanzar terreno desarrollando nuevas tecnologías o nuevos materiales, el proceso posterior de certificación requiere un tiempo que es aprovechado a su favor por otros países como Rusia o China, convirtiendo los esfuerzos del Pentágono en lo más parecido a intentar subir una escalera mecánica de bajada.

A pesar de todo, los altos mandos del Pentágono siguen apostando por la Manufactura Aditiva y han desarrollado una batería de iniciativas para expandir su utilización, de entre las cuales merece la pena destacar las dos más recientes:

• El pasado 7 de Diciembre, el Congreso aprobó la inclusión de una partida presupuestaria por valor de 42.5 millones de dólares, en la Ley de Autorización de Defensa Nacional 2020, para financiar proyectos de fabricación avanzada.

• El pasado 4 de octubre, el secretario del US Army Ryan McCarthy aprobó una directiva que exige al US Army la utilización de piezas impresas en 3D tanto en armas nuevas como en armas ya existentes, al objeto de reducir peso con el fin de que los carros de combate, los vehículos blindados y los helicópteros viajen más lejos o lleven más armas o equipos. 

La Impresión 3D ya ha demostrado su valía tanto en el campo de batalla como en las bases militares y en los laboratorios de fabricación avanzada del Pentágono, donde se emplea para la fabricación digital directa de utillajes, fijaciones de montaje, y piezas de uso final. Pero su aplicación más interesante está relacionada con la reducción de costes de tareas relacionadas con el mantenimiento, donde se estima que acaban 70 céntimos de cada dólar gastado en armas: En palabras del propio Ryan McCarthy, "Las piezas de repuesto son para la industria militar lo que las cuchillas para un fabricante de maquinillas de afeitar. Constantemente estás comprando repuestos. Es un modelo de negocio sencillamente increíble.”

¿Quieren un botón de muestra? Ahí va uno: En 2018, la USAF reveló que reemplazar el asiento del inodoro de un avión de carga, cuyo precio como pieza de repuesto ascendía a 10.000 dólares fabricándose por el método tradicional (si, han leído bien: he escrito diez mil dólares por un asiento de inodoro) se reducía a 300 dólares fabricándose mediante Impresión 3D. No es de extrañar por tanto, que, con esa reducción de costes, el Pentágono mantenga su apuesta por la Impresión 3D.

Voluntad de vencer, o por qué ha sobrepasado Rusia a Estados Unidos en armas hipersónicas

El Ministerio de Defensa ruso anunció recientemente el despliegue de su primer lote de misiles hipersónicos Avangard, capaces de volar a una velocidad de hasta Mach-25.

Este nuevo despliegue de armas hipersónicas complementa las capacidades de los misiles ya desplegados Khz-47M2 Kinzhal y 3M22 Zircon, capaces ambos de volar a Mach-10, confirmando así la puesta de largo del ejército ruso en el club nuclear hipersónico.

El desarrollo del sistema de armas hipersónicas también es una prioridad para Estados Unidos en orden a mejorar su capacidad de asalto de largo alcance, pero el Secretario de Defensa Mark Esper ha admitido que tienen que pasar varios años antes de que Estados Unidos posea capacidad hipersónica de alto nivel. Considerando la notables diferencias entre el presupuesto militar de ambas naciones, cabe preguntarse qué está pasando para que Rusia haya conseguido sobrepasarlos en ese campo.

Voluntad de vencer

En mi opinión, creo que la causa reside en la primera condición para ganar una guerra: La voluntad de vencer. Voluntad de vencer, que en el caso de Rusia ha venido impulsando a Vladimir Putin a desarrollar medidas que contrarresten y anulen la capacidad defensiva de cualquier potencia militar capaz de amenazar la existencia de Rusia, pero más especialmente la capacidad defensiva tanto de Estados Unidos como de la OTAN, ya que durante los últimos veinte años la OTAN en general pero Estados Unidos más en particular, han ido estableciendo poco a poco bases militares en países fronterizos con Rusia.

Otra de las manifestaciones de la voluntad de vencer es anticiparse al peligro, imaginando lo inimaginable y actuando en consecuencia. ¿Por qué se instaló un escudo antimisiles en Europa, justo en países fronterizos con Rusia? Según Estados Unidos, para protegerse de los misiles procedentes de Irán. Pero como ya sabemos que la verdad es la primera víctima de la guerra, Vladimir Putin hizo bien en suponer que el siguiente paso podría ser la retirada del Tratado INF por parte de Washington... Y ese viejo zorro estaba en lo cierto: La administración Trump renunció oficialmente al tratado, poniendo a Rusia frente a una serie de nuevos desafíos: ¿Qué pasaría ahora si Estados Unidos despliega misiles de alcance intermedio en Europa? Pues que en caso de guerra, bastarían 15 minutos para golpear mortalmente a Rusia desde Europa. En este contexto, el despliegue ruso del sistema de misiles hipersónicos constituye una de las contramedidas más disuasorias frente a posibles movimientos militares de Estados Unidos.

Guía de diseño para Fabricación Aditiva

Desde Integral 3D Printing tienen el placer de invitarnos a la primera masterclass de Fabricación Aditiva, que tendrá lugar durante los próximos 23 y 28 de enero en País Vasco (Elgoibar) y Madrid, respectivamente.

Durante la masterclass, no solo aprenderemos cómo diseñar y optimizar nuestros diseños para su posterior impresión en 3D, sino que tendremos la oportunidad de conocer, de la mano del propio fabricante, la tecnología de HP Multi Jet Fusion aplicada a algunos casos de éxito.

Aprovechemos esta oportunidad para aprender de los mejores expertos y conocer en directo las últimas novedades de la tecnología de fabricación aditiva con más potencial en el sector.

No dejemos pasar esta oportunidad y explotemos al máximo el rendimiento de la fabricación aditiva en la nueva era de la producción digital gracias a Integral 3D Printing y HP.

Más información:

https://integral3dprinting.com/ferias-eventos/masterclass-guia-diseno-para-la-fabricacion-aditiva-en-la-nueva-era-de-produccion-digital/#contacto

¿Quieres reducir peso en tus misiles? Descubre cómo

HP 3D Printing ha organizado un Webinar para explicar cómo la fabricación aditiva puede mejorar los procesos de fabricación a lo largo del ciclo de vida del producto. Naturalmente, HP se centrará en su tecnología Multi Jet Fusion y creo, por lo que conozco esa tecnología y por lo que conozco del resto de tecnologías de Manufactura Aditiva, que puede ser muy interesante para fabricar misiles más ligeros mediante la sustitución de piezas metálicas por piezas de plástico: Esa reducción de peso traerá como consecuencias un menor consumo de combustible, así como un incremento de la velocidad máxima y el alcance.

Otra de las ventajas que veo super interesante para los fabricantes de misiles, estriba en la alta productividad de esta tecnología, que supera con creces al resto de tecnologías competidoras. ¿Más ventajas? El diseño absolutamente libre: Si queremos producir misiles más pequeños, más ligeros, más veloces y con mayor carga explosiva, forzosamente deberemos rediseñar sus componentes para que encajen. Pero fabricarlos puede ser luego imposible por las limitaciones que impone la fabricación tradicional mediante CNC. Sin embargo, con la manufactura aditiva ese problema desaparece, y más aún con la tecnología de HP gracias al elevado nivel de isotropia que presentan las piezas impresas mediante la tecnología Multi Jet Fusion.

En definitiva, creo recomendable apuntarse a este evento: descubrirás los beneficios de la tecnología HP Multi Jet Fusion y conocerás casos de éxito de OEMs que están reinventando la forma en la que se fabrican sus productos. Por tanto, si deseas reducir el peso de tus misiles no te pierdas esta oportunidad única de conocer en profundidad las posibilidades de esta tecnología sin precedentes.

Más información e inscripciones:

https://hp.zoom.us/webinar/register/2015650146868/WN_Zh7KVtKZTuqFSX-KOxG04g?utm_source=BenchmarkEmail&utm_campaign=Webinar_HP_diciembre_2019&utm_medium=email

Por qué -y hasta qué punto- conviene incorporar la Inteligencia Artificial a las "Armas Nucleares 4.0"

Numerosos investigadores europeos y estadounidenses vienen prestando cada vez más atención a la posibilidad y conveniencia de que en los próximos años, las nuevas armas nucleares -y la infraestructura construida para operarlas- incluyan mayores niveles de automatización basada en Inteligencia Artificial, siguiendo las pautas marcadas por la cuarta revolución industrial, conocida también como Industria 4.0.

Sin ir más allá en el tiempo, a principios de este mes tres destacados expertos norteamericanos (Michael Horowitz, Paul Scharre y Alexander Velez-Green) han publicado un análisis exhaustivo de cómo la automatización ya está siendo implementada en los sistemas de comando y control nuclear, y del riesgo que supondría traspasar ciertas líneas rojas en el nivel de automatización. El informe señala que los sistemas de armas nucleares ya incluyen algunas funciones automatizadas, que pueden ir desde alertar automáticamente a los operadores de armas nucleares de que se ha lanzado un ataque desde territorio enemigo, hasta, en caso de lanzar un contraataque sin trayectoria de vuelo, reprogramar automáticamente las trayectorias de vuelo y reorientar los misiles para alcanzar sus correspondientes objetivos.

Uno de los puntos clave que desean destacar los autores, reside en el riesgo de confiar excesivamente en la automatización, ya que si dejamos a la Inteligencia Artificial tomar decisiones arriesgadas prescindiendo de la inteligencia y la voluntad humanas, dejamos abierta una amplia ventana de posibilidades para que se desencadene un lanzamiento accidental que desencadene la Tercera Guerra Mundial. El riesgo de que una excesiva automatización desencadene la Tercera Guerra Mundial no es en modo alguno algo que pertenezca únicamente al ámbito de la fantasía, ya que en la medida que los sistemas de mando y control estén gobernados por ordenadores carentes de control humano, en esa medida pueden ser susceptibles de ser intervenidos por el enemigo.

Sin embargo, a pesar de todos estos inconvenientes, los autores del informe creen que podría haber razones para implementar más Inteligencia Artificial y automatización en los sistemas de armas nucleares, ya que los ordenadores podrían procesar más datos y permitir a los funcionarios a cargo de las armas nucleares una mayor conciencia de la situación. Desde luego la seguridad nuclear absoluta no existe, pero los autores creen que, si se usa correctamente, la Inteligencia Artificial aplicada al control del armamento nuclear puede contribuir a aumentar la fiabilidad, reducir el riesgo de accidentes, y hacer ganar más tiempo a quienes deben tomar la decisión final.

El CEP y HP unen sus fuerzas

El Centro Español de Plásticos (CEP) y HP unen sus fuerzas para organizar el road show de seminarios técnicos “Revoluciona la fabricación de piezas de plástico con HP 3D Printing”, cuyo objetivo es dar a conocer la nueva tecnología de HP que permite la fabricación digital directa de piezas únicas o en series cortas, listas para uso final.

En cada uno de los seminarios los asistentes aprenderán cuáles van a ser a partir de ahora las pautas para diseñar piezas pensando en producirlas mediante fabricación aditiva, a fin de sacar el mayor rendimiento de esta novedosa tecnología. Además, podrán conocer casos de éxito de empresas que ya están utilizando esta tecnología para producir piezas en tiradas de hasta 75.000 piezas/día.

En este sentido, la solución de fabricación digital directa de HP está permitiendo agilizar la producción así como personalizar cada una de las piezas que se imprimen y hacerlo de manera competitiva, aportando niveles de precisión y calidad iguales a los de la inyección, por lo que se presenta como una oportunidad para las pymes transformadoras de plástico. En los seminarios se explicará la novedosa tecnología HP Multi Jet Fusion, presentándose la fabricación digital como complemento a las tecnologías de fabricación más tradicionales, puesto que con ella se puede asumir la producción de tiradas más cortas que no son rentables con procesos como la inyección de plásticos convencional pero sí con esta nueva tecnología, que puede calificarse de “inyección sin moldes”.

“Revoluciona la fabricación de piezas de plástico” tendrá lugar en Sant Cugat del Vallès (29 de noviembre), Valencia (10 de diciembre), Zaragoza (12 de diciembre), Bilbao (21 de enero) y Vigo (23 de enero). La asistencia es gratuita, pero es necesario registrarse para reservar plaza a través de este enlace:

https://hpevents.grupo-omnitel.com/hp-3d-printing-integral/

Una vez finalizadas las conferencias, los asistentes tendrán la oportunidad de reunirse con los expertos para poder analizar conjuntamente la idoneidad de esta nueva tecnología en sus futuros proyectos.