DARPA ottaa suuren askeleen eteenpäin X-lentokoneella, joka liikkuu ilmapurskeilla

WASHINGTON - Defence Advanced Research Projects Agency on ottanut suuren askeleen kohti kokeellisen lentokoneen luomista, jota voidaan ohjata ilman perinteisiä siivekkeitä tai muita mekaanisia laitteita, sen sijaan käyttämällä lyhyitä ilmapurskeita.

DARPA ilmoitti tiistaina, että se on valinnut Aurora Flight Sciencesin aloittamaan sellaisen lentokoneen yksityiskohtaisen suunnittelun, joka ohjaa sen ohjaamiseen aktiivisen virtauksen ohjauksen tekniikkaa, osana Control of Revolutionary Aircraft with Novel Effectors, eli CRANE-ohjelmaa. Aurora on Boeingin tytäryhtiö, jonka pääkonttori on Manassasissa, Virginiassa ja joka on erikoistunut kehittämään kehittyneitä innovatiivisia lentokoneita ja miehittämättömiä järjestelmiä.

"Viime vuosikymmenien aikana aktiivinen virtauksen ohjausyhteisö on tehnyt merkittäviä edistysaskeleita, jotka mahdollistavat aktiivisen virtauksen ohjaustekniikan integroinnin kehittyneisiin lentokoneisiin", CRANE-ohjelman johtaja Richard Wlezien sanoi lausunnossaan. "Olemme varmoja saavamme päätökseen demonstraatiolentokoneen suunnittelun ja lentotestin, jossa AFC on ensisijainen suunnittelunäkökohta. Modulaarisen siipiosan ja modulaaristen AFC-efektorien ansiosta CRANE X-koneella on potentiaalia elää kansallisena testivälineenä pitkään CRANE-ohjelman päättymisen jälkeen.

Tyypillisessä lentokoneessa on mekaanisia komponentteja, kuten siivet siivessä ja peräsin ja hissit, joita sen ohjaaja käyttää ohjaamaan koneen kallistusta, kallistusta ja suuntaa.

Tämä yleinen periaate on pysynyt suurelta osin muuttumattomana ja ohjannut lentokoneiden suunnittelua yli vuosisadan, entinen CRANE-ohjelman johtaja Alexander Walan sanoi marraskuun 2021 haastattelussa Defense Newsille.

Mutta DARPA toivoo, että aktiivinen virtauksen ohjauskonsepti, jos se onnistuu, voisi saada aikaan perusteellisen uudelleenarvioinnin siitä, miten lentokoneet rakennetaan ja ohjataan.

Aktiivinen virtauksensäätötekniikka käyttäisi pieniä ilmapurskeita siipien tai muun ilmakalvon pinnalta muuttamaan lentokoneen sijaintia tai suuntaa. Hän sanoi, että purske itsessään ei työnnä siipiä tämän käsitteen alaisuudessa, hän sanoi, että tapa, jolla avaruusalus käyttää potkureita työntämään sitä paikalleen kiertoradalla tai palattuaan sisään.

Sen sijaan aktiivinen virtauksen säätöpurske luo jonkinlaisen nopeushäviön, joka muuttaa tapaa, jolla ilma virtaa siipien yli, mikä saa lentokoneen siirtymään.

"Se on erittäin energiatehokasta", Walan sanoi. ”Koska käytän luonnollista tapaa, jolla ilma haluaa liikkua, ruiskutan siihen vain vähän energiaa saadakseni siitä suuren vaikutuksen. Emme itse asiassa työnnä ajoneuvoa ilmalla, vaan käytämme sitä räätälöimään, miten ilma virtaa siiven yli.

Ilmailu- ja avaruusyhteisö on pohtinut tätä konseptia vähintään kolmen vuosikymmenen ajan, hän sanoi, ja kokeillut laboratoriokokeita ja joitain pienimuotoisia lentodemonstraatioita. Vuonna 2015 NASA ja Boeing lensivät onnistuneesti pystysuoralla pyrstöllä muunnetulla 757-koneella, joka käytti aktiivista virtauksensäätötekniikkaa aerodynaamisen tehokkuuden lisäämiseksi.

Walan sanoi, että toistaiseksi kukaan ei ole yrittänyt hallita koko lentokonetta tällä tekniikalla.

Hän sanoi, että DARPA on tuntenut viime vuosina, että tekniikka – mukaan lukien supertietokoneet ja kehittyneet nestedynamiikan työkalut ja drone-lentokoneet, jotka voisivat tehdä aktiivisen virtauksen ohjauksen demonstroimisesta paljon halvempaa ja turvallisempaa kuin sen testaamisesta miehitetyillä lentokoneilla – oli kehittynyt pisteeseen, jossa "aika oli oikein yrittää nähdä, voisimmeko suunnitella lentokoneen tämän ympärille."

DARPAn oli myös osoitettava, että tämä tekniikka ei ole vain jotain, joka "kuulosta siistiltä", hän sanoi, vaan se voi tuottaa konkreettisia etuja perinteiseen järjestelmään verrattuna.

Tiistailausunnossaan DARPA sanoi, että tämä tekniikka voi parantaa lentokoneiden lentämistä useilla tavoilla, mukaan lukien poistamalla liikkuvat pinnat koneen ohjaamiseksi, vähentämällä vastusta, paksummalla siivellä rakenteellista tehokkuutta ja lisäämällä polttoainekapasiteettia sekä yksinkertaistamalla järjestelmiä lentokoneen noston parantamiseksi. Walan sanoi vuonna 2021, että se voi myös johtaa alhaisempiin kustannuksiin ja lisätä lentokoneiden ketteryyttä.

DARPA käynnisti CRANE-ohjelman vuonna 2019, ja organisaatiot, kuten Aurora, Lockheed Martin ja Georgia Tech Research Corporation, osallistuivat sen aikaisempiin vaiheisiin.

Aurora on nyt saanut päätökseen projektin 1. vaiheen, alustavan suunnitteluvaiheen, joka tuotti DARPA:n kuvaileman "innovatiivisen testialustan lentokoneen", joka käytti menestyksekkäästi aktiivista virtauksen ohjausta tuulitunnelitestissä.

Aurora siirtyy nyt vaiheeseen 2 42 miljoonan dollarin sopimuksen mukaisesti, jossa se luo yksityiskohtaisen suunnittelusuunnitelman koneelleen ja kehittää lento-ohjelmistoa ja ohjauslaitteita. Tämä päättyy kriittiseen suunnitteluun "X-plane" -demonstraattorista, joka pystyy lentämään ilman perinteisiä liikkuvia lennonohjaimia siivillään tai pyrstöllään.

DARPA:n palkinnolla on myös mahdollisuus siirtää Aurora ohjelman kolmanteen vaiheeseen, jossa se rakentaisi täysimittaisen, 3 7,000 punnan miehittämättömän lentokoneen, joka perustuu aktiiviseen virtauksen ohjaukseen, jotta DARPA testaa lentää. Tässä testikoneessa olisi modulaariset siipikokoonpanot, joiden avulla DARPA tai muut organisaatiot voisivat helposti vaihtaa edistyneitä teknologioita tulevaisuudessa.

"Ottaen huomioon kaiken, mitä olemme oppineet AFC:stä ja sen soveltamisesta taktisiin lentokoneisiin CRANE:n aikaisemmissa vaiheissa, seuraava askel on todistaa nämä oppimiset lennon aikana", Graham Drozeski, Auroran hallituksen ohjelmista vastaava varapuheenjohtaja, sanoi yhtiön lausunnossa. "CRANE X-lentokone on suunniteltu erityisesti tutkimaan AFC-tekniikoiden tehokkuutta tehtävän kannalta merkityksellisessä mittakaavassa ja Mach-luvuissa."

Yhtiö kertoi rakentavansa tämän X-koneen, jonka siipien kärkiväli olisi 30 jalkaa, Virginiassa, Länsi-Virginiassa ja Mississippissä sijaitseviin tiloihinsa, ja se lentää 0.7 Machin nopeudella. Aurora toivoo voivansa suorittaa lentokokeita vuonna 2025.

Menee monta vuotta – jos koskaan – ennen kuin tällainen tekniikka laskeutuu ilmavoimien lentokoneeseen tai muuhun sotilaslentokoneeseen. Walan sanoi vuonna 2021, että tämä on kokeellinen projekti, jonka tarkoituksena on osoittaa, voiko tällainen innovatiivinen teknologia toimia, ei parantaa jotain jo toiminnassa.

Jos konsepti toimii, Walan sanoi, se voi olla "häiritsevä" tekniikka - ja jopa muuttaa tulevien lentokoneiden suunnittelua.

"Koska olemme DARPA, voimme työntää kirjekuorta hieman", Walan sanoi. "Minulla ei tarvitse olla järjestelmää, joka tarvitsee tätä."

"Mitä yritämme tehdä tässä ohjelmassa, on avata lentokonesuunnittelijoiden työkalupakki, jotta tulevilla järjestelmillä on uusia työkaluja ja uusia lähestymistapoja, joita he voivat ottaa ja harkita", Walan jatkoi. "Tämä on todellakin mahdollisuuksien taidetta."

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• Lähde: https://www.defensenews.com/air/2023/01/19/darpa-takes-big-step-forward-on-x-plane-that-maneuvers-with-air-bursts/