Im Pentagon-Wettlauf um Munition können auch alte Sprengstoffe aufgerüstet werden

Offene energetische Architekturen könnten dafür sorgen, dass Patriot-Raketen eine größere Schlagkraft in eine kleinere Rakete bringen. ... [+]

Wenn es einen Industriesektor gibt, der reif für Innovationen ist, dann ist es Amerikas lange Zeit vernachlässigte Basis für die Munitionsindustrie. Die seit Mitte der 1950er Jahre weitgehend ignorierte US-amerikanische Energieindustrie – die Grundlage jedes Sprengsatzes im Militär – ist verkümmert und leidet unter dem Desinteresse der Kunden, einer ständig wachsenden Regulierungslast und der Wahrnehmung, dass andere Länder besser dafür geeignet seien komplexes, schmutziges und geradezu gefährliches Geschäft mit der Entwicklung und Herstellung von Munition.

Während US-amerikanische Munitionsarbeiter in abgelegenen Produktionsanlagen aus der Zeit des Zweiten Weltkriegs schufteten, schritten China und der Rest der Welt voran und brachten neue Energietechnologien und Industrieanlagen in Betrieb. Und jetzt, da Amerika sich beeilt, die Nachfrage zu decken und um die Herstellung weiterer Altwaffen rast, wird das Pentagon Schwierigkeiten haben, moderne Materialien und Methoden in die Munitionsentwicklungspipeline des Landes zu integrieren.

Angesichts der russischen Invasion in der Ukraine und der vermeintlichen Bedrohung durch China erhält die amerikanische Munitionsindustrie endlich eine dringend benötigte Auffrischung. Aber in der Eile, veraltete Munition schnell abzupumpen, muss das Pentagon übereilte Investitionen zur Steigerung der Produktion in seit langem unterfinanzierten Produktionsanlagen mit dringend benötigten Modernisierungen der Munition selbst in Einklang bringen. Im Zentrum des Ganzen steht die Energie – die Chemikalien, aus denen die Sprengstoffe, Treibstoffe und Pyrotechnik moderner Waffen bestehen.

In den USA ist Munition ein „Boom-and-Bust“-Geschäft. Einen neuen Investitionsschub wie diesen wird es erst in Jahrzehnten geben, und das Pentagon muss im aktuellen Haushalt das richtige Gleichgewicht zwischen Rohproduktion und neuer Technologie finden.

Diese selbstfahrenden Artillerieeinheiten vom Typ M109 benötigen Munition, könnten aber von Granaten mit mehr ... [+] explosiver Durchschlagskraft profitieren.

Das Verständnis der molekularen Grundlagen der fortgeschrittenen Energetik hat seit den 1940er Jahren große Fortschritte gemacht – als die leistungsstarken Sprengstoffformulierungen Royal Demolition Explosive (RDX) und High Melting Explosive (HMX) für Amerikas Atomwaffenprogramme genutzt wurden. Heutzutage können neue chemische Formulierungen auf eine Weise hergestellt und freigesetzt werden, die einem Waffenträger unzählige entscheidende Vorteile bietet – in bestimmten Anwendungen einen Energievorteil von 40 % gegenüber dem Standardsatz energiereicher Materialien des Pentagons.

Nehmen wir als Beispiel den „Nano-Aluminium“-Feststoffverbundtreibstoff – eine von siebenundfünfzig weiteren kritischen Bedarfserklärungen, die Interessenvertreter der Energieindustrie im Jahr 2021 als entscheidenden Schritt für eine stärkere US-Energieindustrie identifizierten. Diese einzelne Ergänzung – eine einfache Ergänzung zur Basisenergetik – kann, wenn sie als Treibstoff eingesetzt wird, einer Rakete eine einfache Steigerung der Basisleistung um 20 % verleihen.

Die Weiterentwicklung von Nano-Aluminium-Feststoffverbundtreibstoffen dürfte eine Selbstverständlichkeit sein. Der Verbundtreibstoff bietet Waffenherstellern unglaubliche Vorteile. Als Ersatz für flüssige Kraftstoffe ist das neue Material aus den USA nicht nur leistungsfähiger, sondern auch einfacher zu handhaben. Es ist über mehr als zwei Jahrzehnte stabil und weitaus besser kontrollierbar als die herkömmliche Energetik.

Aber das Pentagon dazu zu bringen, die einfache Änderung vorzunehmen und sich neu auszurichten, um eine leicht aktualisierbare „offene Architektur“ für die Energiebranche zu unterstützen, ist eine unglaublich komplexe finanzielle, bürokratische und technische Herausforderung. Helicon Chemical, ein in Florida ansässiger Energieinnovator, ist seit Jahren auf dem Markt für fortschrittliche Energietechnik tätig. In dieser Zeit wurde bewiesen, dass ihr fortschrittlicher Nano-Aluminium-Feststoffverbundtreibstoff tatsächlich funktioniert – aber um dies zu tun, mussten sie hier und da mit ein paar Millionen für Forschungsanstrengungen oder kleine Projekte auskommen, wie zum Beispiel den Antrieb von Schleudersitz-Raketenmechanismen. oder als potenzielle Treibstoffquelle für Experimente mit Hyperschallraketen dienen.

Das Unternehmen möchte auf seinem starken Fundament aus kleinen Erfolgen aufbauen, kann aber nicht skalieren, wenn nicht sowohl der Kongress als auch das Pentagon zusammenarbeiten, Mittel für den Aufbau eines energiefreundlichen Ökosystems bereitstellen und schnelle, flexible Finanzierungsinstrumente unterstützen. Dies würde innovativen Kleinunternehmen dabei helfen, dieses Ökosystem zu bevölkern und von Forschungsprojekten zu größeren, etablierteren „Programs of Record“ überzugehen.

Große Projekte zur Aufrüstung und Modernisierung bestehender Waffensysteme fehlen. Es ist die Art von Arbeit – die Vorbereitung von Waffensystemen für eine offene Energiearchitektur –, die entscheidend ist, wenn hungrige Unternehmen wie Helicon Chemical sich von einem kleinen Forschungsunternehmen zu etwas Größerem und Aufregenderem entwickeln können.

Der Vorstandsvorsitzende von Helicon Chemical, Dr. Wes Naylor, drückte es so aus, als er mit dem Verteidigungsbeobachter Vago Muradian in seinem Podcast „Defense and Aerospace Report“ sprach. „Die Idee“, sagte er, „besteht darin, den Zusatzstoff so zu qualifizieren, dass jeder kommerzielle Hersteller, jeder kommerzielle Partner oder die Luftwaffe selbst oder jedes Komponentenkommando des Verteidigungsministeriums dies dann als eine Fähigkeit oder Komponente angeben kann, die er benötigt.“ wollen."

„Wir versuchen nicht, Hersteller von Raketentriebwerken zu verdrängen oder dieses oder jenes Unternehmen zu verfolgen“, fuhr Naylor in einem späteren Interview fort, „wir glauben, dass wir einen unmittelbaren Einfluss auf die gesamte Branche haben können – indem wir ihnen helfen, ihre Ziele zu erreichen und so das Spiel aller zu verbessern.“ , fahre schneller und sei tödlicher.“

Das ist einfacher gesagt als getan. Das Pentagon wird keine Geschäfte in großem Maßstab tätigen, bis Helicon Chemical die notwendigen Investitionen getätigt hat, um zu beweisen, dass das Laborprodukt skalierbar ist und in großen Mengen bereitgestellt werden kann. Und für ein kleines, forschungsorientiertes Energieunternehmen stellt dieser Aufwand eine echte finanzielle Herausforderung dar – und eine unerwünschte Ablenkung von der weiteren Nutzung neuer, noch fortschrittlicherer Sprengstoffformulierungen.

Für die Ingenieure des Pentagons ist ein „Drop-in“-Energieträger, der mehr als 20 % mehr Beschleunigung, Reichweite und Leistung bietet, eine großartige Neuigkeit. Diese Verbesserungen erfordern jedoch Aktualisierungen der Zielcomputer und anderer Waffenkomponenten, die zu zeitraubenden Kopfschmerzen führen können – eine Belastung, die die meisten produktionsorientierten Programmoffiziere des Pentagons nicht wollen. Um Bindemittel und andere moderne Energieverbesserungen in großem Maßstab in ältere Waffen zu integrieren, muss das Pentagon bestehende Programme dazu anregen, die neuen Energien auszuprobieren, die derzeit verfügbar sind, um wichtige Pentagon-Werkzeuge zu verbessern.

Offene Architektur ist nichts Neues. Das Verteidigungsministerium hat enorm viel Energie und Geld in die „Öffnung“ der elektronischen Architekturen in Waffen und Waffensystemen gesteckt. Jetzt muss das Pentagon dasselbe für die Energetik tun.

Die Änderung der Raketeneigenschaften erfordert die Aktualisierung seit langem etablierter Zielsoftware, Sensoren und ... [+] Trainingserwartungen.

Der Kongress versucht zu helfen. Das National Defense Authorization Act von 2022 enthielt eine Formulierung, die die Einrichtung eines „Joint Energetics Transition Office“ anordnete, das „neue Energiematerialien und -technologien reifen, integrieren, prototypisieren und demonstrieren“ soll und als Forschungsunterstützungsdienst und Mittel zur Beseitigung bürokratischen Aufwands dienen soll Staus.

Allein die Einrichtung eines Prototyping-Labors und die Schaffung eines Mechanismus zum ständigen Testen und Vorantreiben neuer Energiematerialien ist eine enorme Hilfe für die Industrie und bietet im Pentagon ein gutes Gegenstück für Programmmanager.

Programmmanager, die oft darauf konzentriert sind, mehr Widgets zu einem konstant niedrigeren Preis zu bekommen, haben keinen Anreiz, einen Game-Changer zu testen und auszuprobieren, der das Herzstück eines bestimmten Waffensystems ist. Durch die Beseitigung dieses Drucks und die Bereitstellung eines Rahmens zur Unterstützung grundlegender iterativer Verbesserungen bei Altwaffen wird das Pentagon Innovatoren unterstützen und im Idealfall auch den Benutzern große Leistungsverbesserungen bieten.

Im aktuellen Bestreben, mehr Munition zu kaufen, wird ein gesundes Joint Energetics Transition Office von entscheidender Bedeutung sein, um die Innovation voranzutreiben, die erforderlich ist, um die heutigen massiven Investitionen in die amerikanische Munitionsinfrastruktur aufrechtzuerhalten. Es handelt sich um einen der wenigen Vorschläge, der verhindern wird, dass der Energiesektor stagniert, wenn die USA wieder einmal beginnen, Energie als selbstverständlich zu betrachten.