US Air Force: MIT AeroAstro entwickelt bis zu Mach 0,8 schnelle „Firefly“ Raketendrohne mit einem 3D-Drucker

Wertvolle Daten zu sammeln und feindliche Waffen abzulenken ist eine wichtige Funktion der US Air Force. Die Elite-Universität MIT entwickelte nun mit Hilfe von 3D-Druck eine kleine Drohne, die bei derartigen Aufgaben helfen kann. Die Air Force hatte sehr genaue Vorgaben, die es umzusetzen galt. Zum Beispiel muss die Drohne eine Geschwindigkeit von 988 km/h mehrere Minuten halten. Das Ergebnis wird voraussichtlich nächstes Jahr erste Flugtests absolvieren.

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Wertvolle Daten zu sammeln und feindliche Waffen abzulenken ist eine wichtige Funktion der Air Force. Das AeroAstro-Labor des MIT entwickelte eine kleine 3D-gedruckte Drohne, die mit einem Kampfjet eingesetzt werden kann, um dieser Aufgabe nachzukommen.

Firefly“, der offizielle Name der Drohne aus dem 3D-Drucker, wurde gebaut um eine Lücke in der Flotte der Air Force für kompakte unbemannte Flugzeuge zu füllen. Sie wird von einem Kampfflugzeug im Flug gestartet und kann Geschwindigkeiten bis Mach 0.8 (988 km/h) erreichen. Die Drohne hat die Form eines Zeppelins, da bei dieser Geschwindigkeit ein Quadrocopter ungeeignet wäre.

Firefly MIT 3D-gedruckte Drohne
Aufgrund der Geschwindigkeit, die sie erreichen soll, hat die 3D-gedruckte „Firefly“ Drohne die Form eines Zeppelins (Bild © MIT).

Die Entwickler der Firefly arbeiten in einem sehr engen Rahmen für die Drohne. Sie darf maximal 6,4 Zentimeter breit und 43,2 Zentimeter lang sein. Sie muss außerdem ungefähr zwei bis fünf Minuten eine Geschwindigkeit von 988 km/h halten. John Hansmann, MIT-Professor für Luft- und Raumfahrt, erklärt, dass es kein Fahrzeug gab, das mit dieser Geschwindigkeit unterwegs war und das man vom Flugzeug aus einsetzen konnte. Es ist zu klein für eine Turbine und zu schnell für ein Elektroflugzeug, während ein Impuls-Jet thermische Probleme auslöst. Die richtige Drohne mit den spezifischen Anforderungen der Air Force zu finden, war keine leichte Aufgabe. Zum Glück gelang es den AeroAstro-Forschern die passende Drohne zu entwickeln.

Gesucht: Kompakter, aber effizienter Körper

Das Team wandte sich dem 3D-Druck von Titan zu, um die Struktur der Drohne zu konstruieren, die es ermöglicht, eine kompakte, aber effizient gestaltete Karosserie für das unbemannte Flugzeug zu erhalten. Die Drohne erhielt einen kleinen Raketenmotor. Bei der Brenngeschwindigkeit mussten sie einen Weg finden, die Treibstoffverbrauchsrate zu senken, damit die 3D-gedruckte Titan-Drohne mit Geschwindigkeiten bis zu 988km/h für ein paar Minuten fliegen konnte. Eine Rakete der gleichen Größe verbraucht in derselben Zeit in Sekundenschnelle seinen Sprit.

Kostengünstige 3D-gedruckte Drohne US Marine
Auch die US Marine setzte bereits auf kostengünstige 3D-gedruckte Drohnen (Bild © US Marine Corps).

Zuerst mischte das Team den Brennstoff (ein Ammoniumperchlorat-Treibmittel) mit einem Oxamid-Inhibitor, der die Verbrennungsrate bremst. „Diese chemische Mischung kühlt die Flamme, verändert dadurch die Flammenstruktur und so brennt es langsamer“, erklärt Tony Tao, ein Doktorand, der an dem Projekt arbeitet. Dieses Treibstoffgemisch ermöglicht es der Firefly-Drohne, die erforderlichen Geschwindigkeiten zu erreichen und bis zu drei Minuten lang zu fliegen, so wie es die Air Force vorgegeben hat.

Hybrid aus Rakete und Drohne

Intern ist die Firefly-Drohne in zwei Hauptabschnitte unterteilt: zum Einen sind da die Raketentriebwerk- und Motorkomponenten, die sich in der unteren Hälfte des unbemannten Flugzeugs befinden. Zum Anderen ist da die Elektronik, einschließlich ihrer Nutzlast, Avionik und dem Kampfkontrollsystem, sicher isoliert in der oberen Hälfte der Drohne. In der unteren Hälfte befindet sich ein Pop-Out-Flügel und Schwanz, der bei der Führung bei Bedarf helfen kann.

Die innovative 3D-gedruckte Drohne ist eigentlich ein Hybrid aus einer Rakete und einer Drohne. Sie wurde von AeroAstro-Forschern entwickelt, die davon ausgehen, dass es mindestens noch ein Jahr dauern wird, bis der Firefly für Flugtests bereit ist. Wie wir bereits berichtet haben, hat die US Marine auch schon auf kostengünstige 3D-gedruckte Drohnen gesetzt. Wenn es Neuigkeiten zu Flugtests der Firefly gibt, werden Sie diese hier finden (Newsletter abonnieren).

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