DARPA עושה צעד גדול קדימה במטוס X שמתמרן עם פרצי אוויר

וושינגטון - הסוכנות למחקר מתקדם לקחה צעד גדול קדימה לקראת יצירת מטוס ניסיוני שניתן לתמרן ללא גלגלונים מסורתיים או מכשירים מכניים אחרים, במקום זאת באמצעות פרצי אוויר קצרים.

DARPA הודיעה ביום שלישי כי בחרה ב-Aurora Flight Sciences להתחיל בתכנון מפורט של מטוס המשתמש בטכנולוגיה הנקראת בקרת זרימה אקטיבית כדי לכוון אותו, כחלק מתוכנית Control of Revolutionary Aircraft with Novel Effectors, או CRANE. אורורה היא חברת בת של בואינג שבסיסה במנסאס, וירג'יניה, המתמחה בפיתוח עיצובים חדשניים מתקדמים עבור מטוסים ומערכות ללא צוות.

"במהלך העשורים האחרונים, קהילת בקרת הזרימה האקטיבית עשתה התקדמות משמעותית המאפשרת שילוב של טכנולוגיות בקרת זרימה אקטיבית במטוסים מתקדמים", אמר מנהל תוכנית CRANE, ריצ'רד וליזין, בהצהרה. "אנו בטוחים לגבי השלמת התכנון והמבחן של מטוס הדגמה עם AFC כשיקול התכנון העיקרי. עם מקטע כנף מודולרי ואפקטורי AFC מודולריים, למטוס CRANE X יש פוטנציאל לחיות כנכס מבחן לאומי הרבה לאחר סיום תוכנית CRANE.

לכלי טיס טיפוסי יש רכיבים מכאניים כמו גלגליות על כנפיו והגה ומעליות על זנבו שהטייס שלו משתמש בהם כדי לשלוט בגלגול המטוס, גובהו וההסתה.

העיקרון הכללי הזה נותר ללא שינוי ברובו והנחה את תכנון מטוסים במשך יותר ממאה שנה, אמר מנהל תוכנית CRANE לשעבר, אלכסנדר וולן, בראיון בנובמבר 2021 ל-Defense News.

אבל DARPA מקווה שתפיסת בקרת הזרימה הפעילה, אם תצליח, יכולה לעורר חשיבה מחודשת על האופן שבו מטוסים בנויים ומתמרנים.

טכנולוגיית בקרת זרימה אקטיבית תשתמש בהתפרצויות אוויר קטנות מכנף או משטח רדיד אוויר אחר כדי לשנות את מיקום או כיוון המטוס. הפרץ עצמו אינו דוחף את הכנפיים תחת הרעיון הזה, הוא אמר, הדרך שבה חללית משתמשת בדחפים כדי לדחוף אותה למקומה במסלול או במהלך כניסה חוזרת.

במקום זאת, פרץ בקרת זרימה אקטיבי יוצר משהו כמו בלימת מהירות שמשנה את האופן שבו האוויר זורם מעל הכנפיים, מה שגורם למטוס להזיז.

"זה מאוד חסכוני באנרגיה," אמר Walan. "מכיוון שאני משתמש בדרך הטבעית שהאוויר רוצה לנוע, אני מזריק לו רק מעט אנרגיה כדי להפיק ממנו השפעה גדולה. אנחנו בעצם לא דוחפים את הרכב באוויר, אנחנו משתמשים בו כדי להתאים את האופן שבו האוויר זורם על הכנף".

קהילת התעופה והחלל שקלה את הרעיון הזה במשך שלושה עשורים לפחות, אמר, וניסתה ניסויי מעבדה וכמה הדגמות טיסה בקנה מידה קטן. בשנת 2015, נאס"א ובואינג חברו כדי להטיס בהצלחה מטוס 757 ששונה עם זנב אנכי שהשתמש בטכנולוגיית בקרת זרימה אקטיבית להגברת היעילות האווירודינמית.

עד כה, אמר וולן, איש לא ניסה לשלוט במטוס שלם באמצעות הטכנולוגיה הזו.

בשנים האחרונות, לדבריו, חשה DARPA שהטכנולוגיה - כולל מחשבי-על וכלים מתקדמים לדינמיקת נוזלים, ומטוסי מזל"ט שיכולים להפוך את הפגנת בקרת זרימה אקטיבית לזולה ובטוחה הרבה יותר מאשר בדיקה במטוסים מאוישים - התפתחה לנקודה שבה "הזמן צדק כשניסיתי לראות אם נוכל לתכנן מטוס סביב זה".

DARPA גם היה צריך להראות שהטכנולוגיה הזו היא לא רק משהו ש"נשמע מגניב", אמר, אלא יכולה להניב יתרונות מוחשיים על פני המערכת המסורתית.

בהצהרה של יום שלישי, DARPA אמרה כי טכנולוגיה זו יכולה לשפר את האופן שבו מטוסים טסים במספר דרכים, כולל על ידי ביטול משטחים נעים לשליטה במטוס, הפחתת גרר, כנפיים עבות יותר ליעילות מבנית והגדלת קיבולת הדלק, ומערכות מפושטות לשיפור העילוי של המטוס. Walan אמר ב-2021 שזה יכול להוביל גם להורדת עלויות ולהגברת זריזות המטוסים.

DARPA השיקה את תוכנית CRANE ב-2019, וארגונים כמו אורורה, לוקהיד מרטין ו- Georgia Tech Research Corporation לקחו חלק בשלביה המוקדמים יותר.

אורורה השלימה כעת את שלב 1 של הפרויקט, שלב תכנון ראשוני שהניב את מה ש-DARPA תיאר כ"מטוס מבחן חדשני" שהשתמש בהצלחה בבקרת זרימה אקטיבית במבחן מנהרת רוח.

אורורה תעבור כעת לשלב 2 במסגרת החוזה של 42 מיליון דולר, שם היא תיצור תכנון הנדסי מפורט למטוס שלה ותפתח תוכנות ובקרות טיסה. זה יסתיים בסקירת עיצוב קריטית של מדגמן "מטוס X", שיוכל לטוס ללא בקרות טיסה נעות מסורתיות על כנפיו או זנבו.

בפרס של DARPA יש גם אפשרות להעביר את אורורה לשלב 3 של התוכנית, שבו היא תבנה מטוס בקנה מידה מלא, 7,000 פאונד ללא צוות, המסתמך על בקרת זרימה אקטיבית כדי ש-DARPA תטוס מבחן. למטוס הניסוי הזה יהיו תצורות כנפיים מודולריות שיאפשרו ל-DARPA או לארגונים אחרים להחליף בקלות טכנולוגיות מתקדמות בעתיד.

"בהתחשב בכל מה שלמדנו על AFC והיישום שלו על מטוסים טקטיים בשלבים קודמים של CRANE, הצעד הבא הוא להוכיח את הלמידה הללו בטיסה", אמר גרהם דרוזסקי, סגן נשיא לתוכניות ממשלתיות של אורורה, בהצהרת החברה. "מטוס CRANE X תוכנן במיוחד כדי לחקור את היעילות של טכנולוגיות AFC בקנה מידה רלוונטי למשימה ובמספרי מאך."

החברה אמרה שהיא תבנה את מטוס ה-X הזה, שתהיה לו מוטת כנפיים של 30 רגל, במתקניה בווירג'יניה, מערב וירג'יניה ומיסיסיפי, והוא יטוס עד 0.7 מאך. אורורה מקווה לערוך מבחני טיסה ב-2025.

יעברו שנים רבות - אם בכלל - עד שטכנולוגיה כזו תנחת במטוס של חיל האוויר או במטוס צבאי אחר. Walan אמר בשנת 2021 שזהו פרויקט ניסיוני שנועד להראות אם סוג זה של טכנולוגיה חדשנית יכולה לעבוד, לא לשפר משהו שכבר פועל.

אם הרעיון אכן יעבוד, אמר Walan, זו עלולה להיות טכנולוגיה "משבשת" - ואפילו לשנות את אופן עיצוב המטוסים העתידיים.

"בגלל שאנחנו DARPA, אנחנו יכולים לדחוף קצת את המעטפה," אמר Walan. "לא צריכה להיות לי מערכת שצריכה את זה."

"מה שאנחנו מנסים לעשות בתוכנית הזו הוא לפתוח את ארגז הכלים שיש למעצבי מטוסים, כך שלמערכות עתידיות יהיו כלים חדשים וגישות חדשות שהם יכולים לקחת ולשקול", המשיך Walan. "זו באמת אמנות האפשרי."

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. ידע מוגבר. גישה כאן.
• מקור: https://www.defensenews.com/air/2023/01/19/darpa-takes-big-step-forward-on-x-plane-that-maneuvers-with-air-bursts/