211service.com
De drone-ranger
Gwendal Le Bec
Terwijl NASA-ingenieurs grotere, sneller brandende raketmotoren bouwen, streeft Tony Tao, SM '12, naar kleinere, langzamer brandende. Tao, een aero-astro-promovendus, is een van de drie mensen die werken aan Firefly, een drone die wordt aangedreven door een kleine raket in plaats van een elektromotor. Terwijl zelfs de snelste racedrones met iets meer dan 100 mijl per uur cruisen, zoeft Firefly rond tot 550 mijl per uur, dankzij de langzaam brandende, verkleinde motor. De drone, die twee tot drie pond weegt, afhankelijk van zijn nuttige lading, is ontworpen om vanuit een snel vliegend vliegtuig te worden ingezet, zijn vleugels uit te vouwen tijdens een vrije val en vervolgens rond te zoomen om gegevens te verzamelen of zich voor te doen als een lokaas voor nabije vijandelijke vliegtuigen voordat hij wordt weggegooid .
We gebruiken dit middel om de verbrandingssnelheid te onderdrukken, dat - via chemische ontbinding - de vlam afkoelt en de vlamstructuur verandert, zodat deze eigenlijk langzamer brandt, zegt Tao. Terwijl een typische modelraket van dat formaat één tot drie seconden brandt, stelt Firefly's langzame verbranding de drone in staat om tot drie minuten met raketaangedreven snelheden te vliegen. Normaal gesproken wil je geen brandblusser in je vuur, maar dat is precies wat we doen, zegt hij.
Firefly, een gezamenlijk project tussen het Lincoln Laboratory van MIT en de Amerikaanse luchtmacht, is het hoogtepunt van ongeveer drie jaar werk. In april won Tao een Drive It! Lemelson-MIT Studentenprijs, deels voor zijn promotieonderzoek en voor het ontwikkelen van Firefly's voorganger - een kleine elektrische drone genaamd Locust die met ongeveer 70 mijl per uur kan vliegen nadat hij vanuit een vliegtuig is ingezet. Tao zegt dat zowel Locust als zijn proefschrift voortbouwen op het werk van studenten in 16.82, een sluitstukklas in vliegtuigtechniek waarvoor hij als onderwijsassistent fungeert.
Voor zijn doctoraat leidt Tao de ontwikkeling van aanpasbare vliegtuigproductie (AAM), een methode om vliegtuigonderdelen op aanvraag te produceren.
Met behulp van GPkit, open-source optimalisatiesoftware ontwikkeld door Warren Hoburg, een assistent-professor in aero-astro, stelt het systeem ontwerpers in staat variabelen in te voeren, zoals het ideale laadvermogen of de vliegafstand, voor honderden vliegtuigen en specificaties op de meest efficiënte manier te ontvangen om elk onderdeel te ontwerpen. Ontwerpers kunnen vervolgens bepalen of ze geld kunnen besparen door onderdelen te gebruiken die voor het ene vliegtuig in een ander vliegtuig zijn gemaakt, of dat een gespecialiseerd onderdeel de efficiëntie voldoende kan verbeteren om het produceren van aangepaste mallen te rechtvaardigen.
Tao heeft de techniek gebruikt om drie kleine vliegtuigen te produceren, variërend van vijf tot 25 pond. De aanpak verminderde zowel de bouwtijd als het materiaal dat werd gebruikt om mallen te maken met meer dan 50 procent, maar verhoogde ook het gewicht van elk vliegtuig met ongeveer 8 procent en verminderde de efficiëntie met 17 procent. Exacte afwegingen zullen per vliegtuig verschillen, zegt Tao.
Tao helpt Lincoln Lab en de luchtmacht ook bij het ontwikkelen van Jungle Hawk Owl, een drone van 150 pond die vijf dagen lang zal vliegen. Ontworpen om communicatieladingen te vervoeren tijdens natuurrampen, zou de drone kunnen fungeren als een lokale satelliet, waardoor gegevensoverdracht met hoge snelheid mogelijk is totdat de infrastructuur van het gebied wordt gerepareerd.
Na zijn promotie dit najaar te hebben afgerond, is Tao van plan om bij Lincoln Lab te gaan werken en zich in zijn volgende project te verdiepen. We zijn hier om ideeën te onderzoeken, zegt hij.
