麻省理工學(xué)院MIT航天航空系的一個團隊正在為美國空軍開發(fā)一種小型的3D打印無人機——“螢火蟲”,它可以部署在戰(zhàn)斗機上,在空中發(fā)射,最高速度為0.8馬赫(約988公里/小時),可以高效地收集數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)移敵人的武器,填補了美國空軍艦隊中小型無人機的空白。
“螢火蟲”并不是普通的那種3D打印四軸飛行器,它更像是一種精制的小型飛船或者說齊柏林硬式飛艇。其尺寸和性能都需要嚴(yán)格控制,它最寬只能是2.5英寸(約6.35厘米),最長17英寸(約43厘米),飛行速度需要達到約為2~5分鐘0.8馬赫。
麻省理工學(xué)院航空航天教授 John Hansman表示,這是因為“在這個尺寸上,連汽車都沒有達到過這個速度,對渦輪來說,它的機身太小了,對發(fā)電機來說,這個速度也太快了,而脈動式空氣噴氣發(fā)動機則很容易過熱?!?/span>
換句話說,要滿足空軍的這些需求并不是一件容易的事情。不過在MIT的努力下,成功地開發(fā)“螢火蟲”也無不可能。例如,他們用3D打印鈦金屬制造無人機的框架,機身非常緊湊,還使用了一種用于小型火箭的發(fā)動機。
另一個難題是無人機燃料的燃燒率,根據(jù)研究人員解釋,他們需要找到一個方法將燃燒速率減慢,這樣一來才能支撐無人機在幾分鐘的時間內(nèi)達到0.8馬赫速度,而相同大小的火箭通常在幾秒內(nèi)就將燃料耗盡了。
于是團隊將燃料(一種高氯酸銨推進劑)和乙二酰二胺抑制劑混合在一起,后者可以充當(dāng)“抑制劑”,降低燃燒速率。這種混合的燃料使得無人機在三分鐘內(nèi)達到了空軍所需的速度。
“螢火蟲”無人機的內(nèi)部主要分為兩個部分:火箭發(fā)動機和電動機組件,位于無人機的下部;電子產(chǎn)品,包括它的載量、 電子設(shè)備、飛控系統(tǒng)等都裝載無人機的上部。它的下半身還集成了一個彈出式機翼和機尾。
這種創(chuàng)新性的3D打印無人機,實際上是一種介于混合動力火箭和無人機之間的飛行器,目前還在開發(fā)中,MIT的研究人員表示在螢火蟲之前準(zhǔn)備好飛行測試之前還需要至少一年的時間。
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