全球首架3D打印喷气遥控飞机完成地面测试,目标0.8马赫冲击世界纪录
来自英国巴斯大学的毕业生团队 The Mach Initiative 正在推进一项雄心勃勃的计划:打造一架能够达到 0.8马赫(约988公里/小时)的3D打印喷气式遥控飞机,挑战已保持9年之久的遥控模型飞机世界速度纪录。
从电动验证机到喷气原型
项目经历了清晰的迭代路径。团队首先制造了小型验证机 Kinglet,采用电动涵道风扇(EDF)作为动力,以低成本方式验证气动设计和模块化快速更换部件的可行性。
随后推出的 Kingfisher 长度略低于1米,搭载 JetCat P60 微型喷气涡轮发动机(推力63牛),于今年1月完成首飞,最高速度达到 330公里/小时。这架飞机的主要使命是验证喷气发动机与3D打印结构的兼容性,而非直接冲击纪录。
Kingchaser:放大20%的全新设计
Kingchaser 是在 Kingfisher 基础上放大20%的全新设计,重约9公斤(20磅)。由于英国试飞场地跑道较短,团队放弃了原计划的150牛发动机方案,转而搭载推力达 300牛(约68磅力)的更大发动机,推力是 Kingfisher 的五倍。
材料方面,机身外部绝大部分采用标准 PETG 材料3D打印,辅以碳纤维杆和铝制框架强化结构。发动机舱则从 PETG 更换为 PPS-CF(碳纤维增强聚硫醚),并在外部包裹碳纤维层,同时使用钛合金排气板和铝箔胶带进行热防护。团队还将机身蒙皮打磨至 1000目 砂纸的细腻程度,因为在跨音速区间,蒙皮摩擦阻力而非压差阻力才是主要阻力来源。
控制系统配备两枚 70公斤·厘米 扭矩的伺服舵机驱动升降副翼联动机构,舵机和铰链直接固定在铝制结构上以抑制颤振。航电系统采用 TBS Crossfire 遥测链路,具备地理围栏监控和链路丢失油门切断功能。机载 RunCam 2 相机被改造后嵌入进气道内,仅露出传感器,从后方拍摄控制面以捕捉颤振迹象。
当前进度:地面测试完成,尚未首飞
Kingchaser 目前尚未进行过飞行测试。根据深度技术报道,该机已完成了 五次全油门的静态发动机试车,验证了燃油系统、热防护和视频链路在满电磁负载下的稳定性。然而,原计划的气动发射器未能如期工作,团队正在建造替代方案。Kingchaser 所需的发射能量是 Kingfisher 的两倍以上,而团队自己形容 Kingfisher 的发射“相当惊险”。
目标:打破9年纪录
目前这项吉尼斯世界纪录由德国飞行员 尼尔斯·赫布里希 于2017年8月23日创造,成绩为 749公里/小时(465英里/小时)。Kingchaser 若达到0.8马赫的设计目标,将大幅超越这一保持了9年之久的成绩。不过,记录挑战的日期尚未公布。
从电动验证机到喷气原型机,再到冲击跨音速的 Kingchaser,这个学生团队正在用3D打印技术验证一个命题:增材制造能否承受住接近音速的严酷考验。
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