麻省理工為美空軍研發(fā)火箭式無人機，速度可達0.8馬赫

螢火蟲無人機概念/圖 來源:MIT

麻省理工AeroAstro實驗室正在開發(fā)一款速度可達0.8馬赫的無人機。取名為“螢火蟲”，這款無人機在本質(zhì)上屬于迷你火箭，外形與齊柏林飛艇相似。其目的是從戰(zhàn)斗機上發(fā)射，用于收集數(shù)據(jù)或者充當誘餌分散敵方武器系統(tǒng)的注意力。

“螢火蟲（Firefly）”旨在滿足美國空軍提出的挑戰(zhàn)：研制一種寬不超過2.5英寸，長不超過17英寸，可從戰(zhàn)斗機上發(fā)射，能以0.8馬赫（一馬赫即一倍音速）的速度飛行2到5分鐘的無人機。

在最近成功研發(fā)出可從戰(zhàn)斗機上發(fā)射的peredix無人機蜂群后，麻省理工的團隊有信心完成他們的新挑戰(zhàn)。“從來沒有一個無人機能在如此尺寸就達到如此速度，并且在飛機上發(fā)射。”麻省理工航空航天學教授John Hansman說，“它對渦輪機來說太小，對電動來說太快了，而脈沖噴射則會產(chǎn)生熱問題。”

為了滿足美國空軍的要求，團隊選擇了固體火箭方式，且不得不減緩燃料燃燒速率。一般這種尺寸大小的火箭，幾秒鐘就能把燃料用盡。該團隊通過混合高氯酸銨推進劑與草酰胺抑制劑發(fā)現(xiàn)了解決辦法。“我們使用了燃燒速率的抑制劑，它通過化學分解來冷卻火焰并改變火焰結(jié)構(gòu)，從而使燃料燃燒更慢。”博士生Tony Tao說，緩慢燃燒的方式使這款重僅有2到3磅重的“螢火蟲”可以飛行達3分鐘，符合美國空軍的需求。

不同于從內(nèi)到外的燃燒方式，“螢火蟲”的燃料是從尾端向前燃燒的，通過石墨/陶瓷噴嘴排氣。無人機的前半段裝有載荷、航空電子設(shè)備和飛行控制系統(tǒng)，底部裝有彈出式機翼和可展開的尾翼。

由鈦金屬增材制造而成，“螢火蟲”是最早的3D打印火箭之一。由于燃燒過程距離電子器件很近，其溫度可能影響無人機的控制操作，團隊成員決定在發(fā)動機和電子設(shè)備之間放置一層絕緣層。

目前，火箭發(fā)動機僅僅開展了部分燃燒試驗，“螢火蟲”距離真正投入飛行測試可能還要一年之久。半無人機半導彈，“螢火蟲”或是全新高速軍用無人機的開端。