Aizsardzības inovāciju vienības “privātās naudas” pieejas mērķis ir ātri ražot atkārtoti lietojamus hiperskaņas izmēģinājuma lidaparātus

Lielisks ātrums svelmainā temperatūrā nav vienīgais, kas apgrūtina hiperskaņas pētījumus. Pārāk maza izmēģinājumu infrastruktūra, sākot no vēja tuneļiem un beidzot ar faktiskām izmēģinājumu lidmašīnām, ierobežo pētniecību. Aizsardzības inovāciju vienība liek derības par privātā sektora idejām un privātā sektora kapitālu, kas var padarīt lietas notiek ātrāk.

Jūsu darbs IR Klientu apkalpošana Aizsardzības inovāciju vienība (DIU) būtībā ir Pentagona iekšējais komerciālo tehnoloģiju ieviešanas paātrinātājs. Tajā strādā aktīvi militārā un tehnoloģiju nozares eksperti, un tā cenšas panākt komerciālus risinājumus, tos mērogot un piemērot DoD problēmām.

Kibertehnoloģiju, autonomijas un kosmosa tehnoloģiju portfelis DIU ir izdevies pāriet uz militāro jomu, liecina par zināmiem panākumiem. Balstoties uz netradicionālo privāto firmu solījumu gūt peļņu, šie risinājumi parādās un attīstās ārpus aizsardzības aprindām ar alternatīvu problēmu risināšanu un tempu, kādu valdība nevar sasniegt. Tas ir tas, ko DIU cer izmantot, lai virzītu uz priekšu militārās hiperskaņas izvietošanu.

"Mēs zinām, ka privāta nauda tiek izmantota, lai izveidotu [komerciālus] hiperskaņas transporta līdzekļus pasažieriem un kravām," saka Barijs Kirkendals, DIU kosmosa tehniskais direktors. “Pirms pieciem vai desmit gadiem tas tā nebija, bet tagad tā ir. Mēs vēlamies piesaistīt šos privātos ieguldījumus, šos uzņēmumus Aizsardzības departamentam.

Attiecīgi DIU ir uzsācis iniciatīvu HyCAT (Hypersonic and High-Cadence Airborne Testing Capabilities). Tā meklē komerciālus partnerus, lai demonstrētu izmēģinājuma lidmašīnas prototipu, kas spēj lidot un manevrēt ar ātrumu, kas lielāks par 5 Mach, pārvadāt divas eksperimentālas kravas, veikt “ilgstošus” lidojumus un iegūt datus par veiktspēju lidojuma laikā. Potenciālajiem darbuzņēmējiem būtu jālido 12–24 mēnešu laikā.

Pēc hiperskaņas izpētes standartiem tas ir īss logs. Taču, ņemot vērā pieprasījumu pēc hiperskaņas testēšanas un to, ar ko Amerika šobrīd saskaras, tam ir jābūt.

"Hipersonikas pētījumi sākotnēji izmantoja [ASV] raķešu infrastruktūru, testēšanas poligonus, rūpnīcas un dizaina speciālistus," norāda Kirkendalls. "Raķešu darbs nekad nepalēninājās. Mainījās [pētījumu] tempa palielināšanās, un rezultātā mūsu infrastruktūra to nevarēja izturēt. Tāpēc mēs paļaujamies uz vēja tuneļiem un testa diapazoniem, kas gandrīz nav pieejami. Mēs nevaram atļauties izveidot jaunu infrastruktūru un jaunus diapazonus, tāpēc mēs meklējam citu risinājumu.

Arī nacionālā testēšanas infrastruktūra noveco. A ziņot Valdības grāmatvedības birojs pagājušajā gadā izdeva, ka 14 no 26 DoD, NASA un Enerģētikas departamenta vēja tuneļiem, kas spēj atbalstīt hiperskaņas pētījumus, tika uzbūvēti 1970. gados. Tiek būvētas jaunas privātā sektora vēja tuneļa iekārtas plkst Purdue University un citur, taču to izmaksas ir augstas, un to pabeigšana ir nepieciešama gadiem.

Turklāt zemes un laboratorijas testēšanas iekārtas nevar sniegt tādu ieskatu, kādu var sniegt faktiski lidojošie hiperskaņas transportlīdzekļi ar īpaši konstruētu kravnesību. Hiperskaņas vēja tuneļa skrējieni ir īsi, garākie ilgst dažas sekundes. Sensori un instrumenti, ko var novietot tuneļos vai uz testa izstrādājumiem, ir ierobežoti, parasti ļaujot iegūt datu “momentuzņēmumus”, nevis ilgāku informācijas plūsmu.

To mazo lidojumu testu veikšanu ar raķetēm un nedaudziem hiperskaņas transportlīdzekļiem līdzīgi ierobežo sensoru, telemetrijas un diapazona izaicinājumi. Tikai daži hiperskaņas lidojumu transportlīdzekļi ir atkārtoti lietojami ar lieliem intervāliem starp lidojumiem. Lielākā daļa plunčājas okeānā, kur atveseļošanās ir grūti vai neiespējama.

Pirms pievienošanās DIU Kirkendall vadīja kodolieroču efektu programmu Lorensa Livermoras Nacionālajā laboratorijā. Viņš salīdzina acīmredzamo nespēju pārbaudīt un instrumentēt kodolsprādzienbīstamās ierīces ar hiperskaņas izaicinājumu un atgādina, ka eksperimenti laboratorijas vai simulēta lidojuma apstākļos ne vienmēr ir precīzi “mērogoti”.

"Trūkst starpposma. Mums ir vajadzīgi vēja tuneļi, tie ir kritiski. Mums ir nepieciešams pilns ieroču uzticamības lidojuma tests. Bet pa vidu ir vesela plaisa; testēšanai specifiskas tehnoloģijas, kas nav pilnībā integrētas, kas varētu samazināt risku. Tas ir tas, ko mēs cenšamies risināt."

DIU HyCAT informācijas pieprasījumā (RFI) tika pieprasītas “interesējošās iespējas”, tostarp:

• Trīs minūšu minimālais lidojums atbilstošā hiperskaņas testa vidē ar gandrīz nemainīgiem lidojuma apstākļiem ar vismaz 1,000 mārciņām uz kvadrātpēdu.
• Var būt sertificēta darbībai ASV vai sabiedroto lidojumu izmēģinājumu diapazonos saskaņā ar spēkā esošajiem lidojumu pārbaudes drošības noteikumiem.
• Kopējā eksperimentālā kravnesība ir vismaz 20 mārciņas ar izmitināšanu lietderīgās kravas elektroenerģijai.

Ir vairāki privātā sektora uzņēmumi, kuru mērķis ir izstrādāt hiperskaņas komerciālās pasažieru un kravas lidmašīnas līdz kādai neskaidrai nākotnei. Iespējams, vispazīstamākais ir Hermeus, Atlantā bāzēta firma, par kuru esmu runājis agrāk kas jau ir izmantojis ASV gaisa spēku AFWERX finansējumu, lai izstrādātu ceturkšņa mēroga, kravas nesošu hiperskaņas lidojuma testa transportlīdzekli ar nosaukumu "Ceturtdaļzirgs” ceļā uz hiperskaņas lidmašīnas izgatavošanu, domājams, prezidenta vajadzībām.

"Šie ceturkšņa un puse mēroga testa raksti var palīdzēt aizsardzības dienestam," apstiprina Kirkendall. "Mums nav vajadzīga pilnībā nobriedusi hiperskaņas pasažieru lidmašīna, lai pārbaudītu hiperskaņu."

Quarterhorse ir izdevīga gan faktiskā lidojuma smailē, gan atkārtoti lietojama. Pēdējais elements ir ļoti svarīgs, saka Kirkendall, ne tikai izmaksu apsvērumu dēļ. "Atkārtota izmantošana ir galvenais, lai palielinātu testa ritmu un saprastu, kas tikko notika testā."

Saprotot "kas tikko notika" testā, Kirkendall atsaucas uz sava veida kriminālistikas pieeju hiperskaņas pētījumiem. Pārbaudot lidojuma pārbaudes transportlīdzekli un tā kravnesību pēc lidojuma, var apiet dažus datu vākšanas un telemetrijas ierobežojumus, kas saistīti ar hiperskaņas testēšanu.

Ir vērts norādīt, ka DIU neprasa tikai hiperskaņas testa lidmašīnas prototipu. Tā arī meklē labākas lidojumu reģistrēšanas un mērīšanas sistēmas, tostarp augšējās atmosfēras un kosmosa metroloģijas tehnoloģijas. DIU jau ir ieviesis dažas iespējas, apbalvošana Aerostar Technical Solutions Raven Aerostar stratosfēras baloniem pagājušajā gadā noslēdza līgumu par komunikāciju un sensoru kravnesības integrāciju. Kirkendall un citi DIU arī uzsver darbu ar esošajiem DoD līdzekļiem, piemēram, Globālais vanags bezpilota lidaparāti, kurus gaisa spēki atkārtoti izmanto hiperskaņas diapazona datu vākšanai.

"Mēs domājam, ka mēs redzēsim daudzas novatoriskas pieejas, lai iegūtu datus no hiperskaņas testa transportlīdzekļa, par ko mēs neesam domājuši par to, vai tas ir kosmosā, gaisa balonā vai kaut kas cits," saka majors Raiens Vīds (USAF), direktors. DIU kosmosa portfelis. Cerams, ka šīs novatoriskās idejas nāks arī no starptautiskiem uzņēmumiem.

DIU ir apzināti atvēris HyCAT ārvalstu uzņēmumiem, lai turpinātu paātrināt pētniecību. "Mēs vēlamies, lai šie cilvēki piesakās," apstiprina Kirkendala. Viņš paredz piedāvājumus no uzņēmumiem no "Five Eyes" alianses (Austrālija, Kanāda, Jaunzēlande, Apvienotā Karaliste un ASV), kā arī Vācija, Francija un Japāna.

Lai no kurienes saņemtu atbildes, tās būs rūpīgi jāpārbauda. DIU regulāri veic pienācīgu rūpību, taču bezaizsardzības hiperskaņas gaisa kuģu nozares izplūdušais raksturs, kas tāpat kā UAM un virsskaņas gaisa transporta nozares vēl nav ražojis pārdodamus produktus, var prasīt papildu pūles.

Kirkendall un Majors Reed (USAF testa pilots) ir eksperti savās jomās un uzsver, ka DIU uztur augstas prasības attiecībā uz tehnisko iespēju novērtēšanu. "Uzņēmumā DIU tā nav tikai tehniskā iespējamība," piebilst Rīds. “Tā ir arī [partneru] uzņēmuma veselība. Vai šis uzņēmums var nodrošināt tehnoloģiju, kas viņiem ir?

Ņemot vērā pārlieku lielo privātās naudas plūsmu uz līdzīgiem uzņēmumiem UAM telpā, potenciālajiem hiperskaņas lidmašīnu izstrādātājiem patiešām varētu būt veselīgāka bilance nekā produktu attīstības potenciāls. Taču DIU daudzpusīgajai pieejai HyCAT kandidātu novērtēšanai vajadzētu atdalīt nezāles no pelavām, norāda tās direktori.

Majors Rīds norāda, ka viņi to dara apzināti, lai "netraucētu uzņēmuma virzību uz saviem produktiem". Viņš uzskata, ka vienīgais veids, kā HyCAT gūt panākumus, ir koncentrēties uz risinājumiem, kuriem aizsardzība nav primārais pielietojums.

Runājot par pieteikumiem, ieinteresētajiem darbuzņēmējiem līdz šai piektdienai ir jāpiesakās HyCAT. Kad pagājušajā nedēļā runāju ar Kirkendalu un Rīdu, viņi bija saņēmuši tikai nedaudzus priekšlikumus. "Jūs nekad neredzat kaut ko pagrieztu līdz rūgtajam pēdējam brīdim," apliecina Kirkendall. DIU sagaida “dažus desmitus” atbilžu.

Ja tie ir skaitļi, privātā nauda, ​​kas aiz tiem ir aiz muguras, var būt saistīta ar veco joku par to, ka hiperskaņa ir "nākotnes ierocis" pēdējos 60 gadus.