マサチューセッツ工科大学がマッハ0.8の超高速ロケットドローンを開発中

マサチューセッツ工科大学のAeroAstroラボが、米空軍向けにマッハ0.8(時速980キロ)で飛行する無人機の開発に取り組んでいます。Fireflyと呼ばれるこの無人機は本質的にミニロケットであり、飛行船のような形をしています。

Fireflyは米空軍が提示した「幅6.35㎝、長さ43.18㎝以内」「戦闘機から射出」「マッハ0.8で2~5分飛行」という条件のもと設計され、データ収集や、敵の兵器システムのかく乱を目的としています。

同大学は同じく戦闘機から射出する方式のドローンPeredixの開発に成功しており、この成功が今回の新たな挑戦への自信となっているとのことです。

宇宙工学分野のジョン・ハンスマン教授は「このサイズでは、戦闘機から射出できてこの速度で飛行することのできる無人機はなかった。この条件はタービンで飛行させるには機体が小さすぎ、電気で飛行させるには速すぎるため、パルスジェットでは熱の問題があった」と語りました。

今回採用された固体ロケットでは、飛行時間を確保するため燃料の燃焼速度を遅くする必要がありました。このサイズのロケットはわずか数秒で燃料を燃やし、燃焼速度を遅くしすぎると、燃焼が不可能になるくらい圧力が低下する可能性があります。

この問題は、過塩素酸アンモニウム推進剤とオキサミド阻害剤とを混合することによって火炎を冷却し、火炎構造を変化させることで燃焼速度を遅くすることで解消されました。

燃焼速度を遅くすることで、Fireflyは空軍の要求を満たすことができました。Fireflyのモーターは、燃料をグラファイト/セラミックノズルを通って排出された状態で、後部から前方に向かって燃焼させます。

機体の上半分は、積載スペース、アビオニクス、および飛行制御システムを含み、底部には飛び出した翼と収納可能な尾部が装備されています。付加製造によるチタン製で、史上初の3Dプリンター製ロケットとなっています。

燃焼部位が電子機器に近接しているために、熱が機体コントロールに影響を与える問題が発生しましたが、検討の後、開発チームはエンジンと電子機器の間に絶縁層を置くことで解決しました。

Fireflyの飛行テストの準備ができるのは、まだ1年ほど先のようです。しかしドローンとミサイルのハイブリッド、Fireflyが成功すれば、軍事用高速無人機のまったく新しいジャンルの始まりになるかもしれません。

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