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MIT正在为美国空军开发3D打印萤火虫火箭无人机切管机

切管机    
2019年12月11日

美国麻省理工学院AeroAstro实验室的一个小组正在开发一种小型3D打印机,可以从战斗机上部署并以最快的速度飞行,收集有价值的日期并转移敌方武器。被称为“萤火虫”的3D打印无人机正在建造中,以填补空军机队的紧缺无人机的空白,这些无人机可由战斗机在飞行中发射,速度可达0.8马赫(约合988公里/小时) 。

当然,这意味着由AeroAstro工程师开发的无人驾驶飞机并不是你普通的3D打印四轴飞行器,因为Firefly更像沿着精益软体飞艇或齐柏林飞船的线条。值得注意的是,萤火虫的设计人员在无人机的限制范围内工作,无论是在尺寸上(它必须是最大宽度为2.5英寸,长度为17英寸)和容量(它必须以0.8马赫的速度飞行大约两到五分钟)。

正如麻省理工学院航空航天学教授约翰·汉斯曼(John Hansman)所解释的那样,这是因为“没有这样大的速度的车辆可以从飞机上部署。对于涡轮机来说太小了,对于电动来说太快了,而脉冲喷射却带来了散热问题。“

换句话说,设计一架无人机来适应空军的具体要求并非易事。幸运的是,由于麻省理工学院AeroAstro实验室研究人员的聪明才智,正在开发解决方案,使萤火虫无人机成为可能。例如,该团队转而采用钛3D打印技术来构建无人机结构,从而为无人机创造了一个紧凑但高效的机身,并选择了一种小型火箭发动机来驱动无人机。

出现的另一个问题是无人机燃料的燃烧率。正如研究人员所解释的那样,他们必须找到一种方法来降低燃料燃烧速度,以使3D打印的钛无人机以0.8马赫的速度飞行至少几分钟,而相同尺寸的火箭通常会使用只需几秒钟就可以完成燃油供应

美国海军陆战队正在3D打印低成本“侦察”无人机

为此,研究小组将燃料(高氯酸铵推进剂)与作为“燃烧率抑制剂”的草酰胺抑制剂混合。这种混合物通过化学成分“冷却火焰并改变火焰结构,使实际上烧得慢一点,“一个从事这个项目的博士生Tony Tao解释说。这种燃料混合物将使萤火虫无人机达到所需的速度,并飞行长达三分钟,符合空军的规格。

在内部,萤火虫无人机分为两个主要部分:火箭发动机和电机部件,在无人机的下半部分;和电子设备,包括有效载荷,航空电子设备和战斗控制系统,在无人机的上半部分安全绝缘。下半部分还集成了一个弹出式的机翼和尾部,可以帮助指导如果需要的话。

创新的3D打印无人机实际上是火箭和无人机之间的混合体,现在仍在由AeroAstro研究人员开发,他们估计至少在萤火虫准备好飞行测试前的一年。

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