2026年6月,Beehive Industries宣布向EOS采购30台M4 ONYX金属3D打印机,总价值5000万美元。这笔订单将使Beehive的EOS设备总数达到50台,为其Frenzy系列3D打印小型涡喷发动机的规模化生产铺平道路。
这不仅仅是一次产能扩张。
过去几十年,航空发动机的研制需求主要是追求长寿命、承受极端的工况耐受能力。但美国空军正在用实际合同推动另一种逻辑——在特定任务场景下,发动机的寿命可以大幅压缩,成本必须成倍下降,产量则要显著提升。
Frenzy系列3D打印发动机正是这一思路下的产物。它不追求传统意义上的最优,而是追求在满足任务可靠性前提下的够用与可量产。
本期谷·透视将从Beehive 公司获得的军方订单、需求逻辑变迁、增材制造的关键作用、市场规模及全球竞争格局五个维度,尝试解析这笔采购背后的战略考量。
这笔5000万美元的设备采购并非凭空而来。它的起点,是一份来Beehive公司此前获得的美国空军的2970万美元合同。该合同用于完成其Frenzy 8发动机的飞行器集成、飞行测试和鉴定工作,同时推进Frenzy 6发动机的早期开发。
Frenzy™ 8 3D打印发动机
©Beehive
这两款发动机均属于美国空军小型可消耗涡轮发动机(Small Expendable Turbine, SET)计划,服务于更广泛的经济可承受大规模弹药家族(Family of Affordable Mass Munitions, FAMM)战略倡议。FAMM计划目标是在2027-2031财年间采购约28,000枚低成本巡航导弹,代表了美国国防部从高价少量武器系统向大规模、经济可承受的根本性转变。
Frenzy发动机采用选区激光粉末床熔融3D打印技术制造。
相比传统制造方法,增材制造使Beehive能够将发动机零部件数量大幅减少,生产周期从数月压缩至数周,成本降低约60%,同时实现20-30%的效率提升。
Beehive计划在2026年下半年实现Frenzy 8的初始生产,目标是1,000台,2027年提升至4,000-6,000台,并在现有设施中具备年产10,000台以上的产能潜力。
Frenzy3D打印发动机获得军方青睐,并非因为它比传统发动机更先进,而是顺应了现代战争对推进系统需求带来的转变。
Frenzy 6和Frenzy 8属于小型轴流式涡喷发动机(Small Axial-Flow Turbojet Engines),是Beehive公司专为无人航空防御应用开发的推进系统产品家族成员。两款发动机设计上均为充分利用增材制造自由度、专为3D打印生产而优化的喷气发动机。
Frenzy 8是该系列的旗舰型号,具有200磅力(约0.89千牛)的额定推力。该发动机已完成地面测试和高空台测试,正在进行飞行器集成和飞行资格认证,预计2026年下半年进入低速率初始生产阶段。
Frenzy 6是Frenzy 8的缩小版本,额定推力为100磅力(约0.44千牛)。根据2026年4月获得的2970万美元合同,Frenzy 6目前处于早期开发阶段,计划制造首台测试用发动机,目标在2027年达到可消耗状态,预计2027年中期进入全速率生产。
当“可消耗”成为关键需求,增材制造便从一种制造选项升级为必然选择。Frenzy系列的设计,正是围绕3D打印的自由度从头构建的。
传统航空发动机的设计优先考虑数千小时的服役寿命、极端条件下的峰值性能以及长期可靠性,这导致了复杂、昂贵且生产周期漫长的精密制造系统。
与之形成鲜明对比,Frenzy发动机的设计目标是低成本、可消耗的推进系统。它不需要像传统发动机那样支持数千小时的服役寿命和多次大修,而是针对单次任务进行寿命优化,在满足任务可靠性要求的前提下,将单位成本降至传统系统的40%左右。
这一设计理念的转变源于现代战争形态的演变。近年发生的区域冲突表明,精确制导弹药和无人系统的消耗速度远超传统工业产能的补充能力。“弹匣深度”危机促使美国国防部重新思考武器系统的采购逻辑,从追求少量高价值平台转向追求可大规模生产、经济可承受的负担得起的大规模(Affordable Mass)。
在这一框架下,发动机不再被要求成为需要精心维护数十年的高价值资产,而是可以被快速生产、大量部署,并且在任务中能够承受损耗的“可消耗”组件。
Frenzy发动机设计用于在单次任务中可靠运行,无需考虑多次翻新或大修的经济性。这种设计目标的转变从根本上解放了工程师的创造力,他们可以采用增材制造技术来整合零部件、优化内部冷却通道、并实现传统铸造和机加工无法达到的复杂几何形状,而不必受制于传统供应链的约束。
Frenzy发动机家族的另一个令人瞩目的特征是其极快的开发迭代速度。Frenzy 8从概念到完成高空台测试仅用了不到一年时间。
Frenzy 8 3D打印发动机快速迭代
©Beehive
这一加速得益于Beehive的增材优先战略。在Beehive,发动机组件先被增材制造出来、进行测试、根据数据快速优化设计,然后重新3D打印,迭代周期以周为单位而非月或年。
关键里程碑时间线展示了这一速度优势:
2024年12月:Frenzy发动机家族正式对外发布
2025年5月:完成首次地面测试
2025年9月:在4个月内完成6台发动机的地面测试,累计运行超过20小时
2025年10月:将2台原型机运往俄亥俄州政府测试设施进行高空测试
2025年12月:完成高空台测试,所有指标达到或超过空军要求,包括可靠点火、从启动到全功率的快速加速、优于预期的涡轮温度和燃油消耗率,以及等效任务寿命运行后硬件仍处于”如新”状态。
2026年4月:获得2970万美元空军合同,进入飞行资格认证阶段
2026年(下半年):计划开始低速率初始生产,目标1,000台
这种从概念到飞行就在一年之内完成的节奏,在传统航空航天工业中几乎是不可想象的。它充分证明了增材制造技术在压缩开发时间线、降低原型成本方面的变革性潜力。
蜂群作战是Frenzy 3D打印发动机的关键应用场景之一。
蜂群概念部署数十至数百架小型、网络化无人机,通过饱和攻击来压制敌方防御系统。与传统的高价值载人平台不同,蜂群中的单个单元被设计为可消耗的,即使大部分被拦截,只要少数突防成功即可达成作战目标。这种作战模式对推进系统提出了独特要求:低成本、高一致性、快速可扩展生产,这也恰恰是Frenzy的设计强项。
Beehive首席产品官Gordie Follin明确指出,Frenzy 6的设计目标包括”地面发射的反无人机系统和小型蜂群弹药及巡航导弹”。Frenzy 6的较小尺寸使其特别适合需要高度紧凑动力装置的巡飞弹和一次性攻击无人机。Follin预计,Frenzy 6的市场总需求可能比Frenzy 8更大,在5,000到10,000台的范围内。
除了FAMM和蜂群作战,Frenzy发动机还可服务于多种其他国防应用场景。比如说,Frenzy 8适合推进小型巡航导弹和中空长航时无人机,而Frenzy 6则瞄准更轻型的平台,如反无人机系统和空射效应器。这些发动机还被设计为可在储存超过10年后立即可用,这对于需要快速响应的国防应用场景尤为重要。
Beehive押注50台设备的前提,是相信这个市场足够大。那么,Frenzy所处的赛道究竟有多大?
全球无人机推进系统市场
无人机推进系统市场正处于快速扩张期。根据MarketsandMarkets的数据,全球UAV推进市场2024年价值约66.7亿美元,预计到2030年将达到112.7亿美元,复合年增长率为10.0%。从数量上看,推进系统出货量预计从2025年的约59.7万台增长至2030年的约87.0万台。北美占据38.4%的市场份额,主要受美国国防投资增加的驱动。
蜂群无人机市场:指数级增长
蜂群无人机市场是Frenzy发动机最具爆发潜力的细分领域。
根据IMIR的预测,全球蜂群无人机系统市场2026年价值约31.8亿美元,预计以27%的CAGR增长至2030年的82.8亿美元。其中,蜂群无人机防御细分市场2026年为31.6亿美元,到2030年预计达到76.9亿美元(25% CAGR)。反蜂群技术市场从2026年的20.3亿美元增长到2030年的49.5亿美元。
对推进系统而言,蜂群市场的关键含义在于数量的爆发性需求。单个小规模蜂群任务可能消耗数十至数百台发动机,而在大规模部署需求下获奖带来年产数千甚至数万台的需求量级。这正是Beehive通过增材制造所要瞄准的产能目标。
小型3D打印涡喷发动机与可消耗推进市场
聚焦于Frenzy所处的小型涡喷发动机(100-300磅力推力级别)细分市场,其市场数据虽不如宏观市场那样完整,但多个指标表明这一领域正经历前所未有的需求增长。
Forecast International的市场研究显示,类似推力级别的商用微型涡喷发动机(如Microturbo TRI 60系列,900磅力级)单价在5.2-10万美元范围。Beehive声称其增材制造方法可将成本降低约60%。
更广泛的军事无人机市场提供了额外的需求背景。Next Move Strategy Consulting估计,全球军用无人机市场2025年价值122.1亿美元,预计到2035年将达到475.1亿美元。其中,对可消耗无人机、蜂群能力系统和快速部署战术平台的需求尤为突出。
EOS M4 ONYX 金属增材制造设备是Beehive采购的核心设备。
Beehive在其官方新闻中表示,选择EOS M4 ONYX增材制造设备,是基于其在产能、工艺稳定性、自动化和零件质量方面的综合表现,该设备将支撑Beehive的新一轮增长阶段。作为EOS最新推出的工业级金属增材制造平台,EOS M4 ONYX通过其六激光架构、扩大的成型尺寸和先进的工艺监控能力,显著提升了生产效率。该平台还配备了EOS最新的RFS Pro先进粉末过滤系统,并专门针对航空航天、国防、能源及航空制造等行业的需求而设计。Beehive还将利用EOS的软件系统来支持实时工艺监控、生产数据追踪和质量管理,从而提升增材制造运营中的可重复性和可追溯性。
“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析
”
然而,看好这片市场的远不止Beehive一家。从GE、普惠等传统巨头到Ursa Major等新兴势力,一场围绕小型可消耗发动机的竞赛已经打响。
传统航空发动机巨头的防御性布局
传统航空发动机巨头们正积极布局小型、低成本推进系统领域,以应对可消耗无人机和协同作战飞机(CCA)市场的增长。例如:
GE Aerospace:通过与Kratos Defense的合资公司开发GEK800和GEK1500系列小型涡扇发动机(约1,500磅力),并已获得美国空军合同推进GE426中推力发动机的初步设计。GE在小型涡轮发动机领域拥有深厚的技术积累,其CF700等商用发动机已被改编用于无人机应用。
Pratt&Whitney:作为美国主要军用发动机供应商之一,P&W正积极参与CCA发动机竞争,开发低成本、轻量化推进方案。
Honeywell:已获得美国空军CCA发动机的初步开发合同,提供800-1,600磅力级别的推进系统。
Williams International:其FJ44(3,600磅力)和FJ33(1,850磅力)商用涡扇发动机已成为小型无人机领域的早期主流选择,是少数在适当尺寸和功率范围内可商用的选项之一。
Rolls-Royce:也在开发面向CCA和无人平台的低成本推进系统。
这些传统巨头的优势在于数十年的发动机设计经验、成熟的供应链和强大的品牌信誉。然而,他们的设计方法和供应链结构大多根植于传统制造范式,在快速迭代和大规模低成本生产方面面临内部惯性约束。
新兴竞争对手的崛起
除Beehive外,多家新兴公司也在争夺小型低成本发动机市场。如:
JetCat Defense:德国JetCat公司的防务部门,提供小型涡喷发动机,在模型和无人机市场有较强基础。
Ursa Major:美国推进系统初创公司,专注于为太空发射和国防应用开发液体火箭发动机和涡轮发动机。
Firestorm Labs:近期获得了1亿美元的五年期模块化无人机合同,其架构也围绕增材制造构建,以实现靠近战场的快速生产。
回到最初的问题:Beehive为何耗资5000万美元采购30台3D打印机,并将产能布局至50台?答案已逐渐清晰。
Beehive的决策,远不只是一次设备采购。Frenzy系列小型低成本3D打印发动机的推进节奏表明,当增材制造从原型工具演进为量产平台时,航空发动机的设计权、供应链结构和成本模型都将被重新定义。Beehive的50台设备只是一个起点,它所代表的制造思路,可能比这笔订单本身的规模更具长远影响。
参考资料:
Aerospace Global News、Beehive官网等
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