מירוץ הפנטגון להחזרת עליונות ארה"ב בהיפרסוניקה

מירוץ הפנטגון להחזרת עליונות ארה"ב בהיפרסוניקה

חותמת זמן: 6 בינואר 2023 8:35
צומת המקור: 1870527

וושינגטון - בשנת 1959, חיל האוויר והצי האמריקאי שיתפו פעולה עם נאס"א כדי להטיס לראשונה מטוס ניסוי היפרסוני, ה-X-15.

במהלך אותה טיסה, הושמט הרכב המהיר שנועד לנוע במהירויות של לפחות מאך 5 מתחת לכנף של מפציץ B-52 שטס מעל מדבר מוהאבי בדרום קליפורניה. הטייס סקוט קרוספילד נשא את המטוס לגובה של 52,341 רגל והגיע למהירות שיא של מאך 2.11.

הטיסה התחילה מאמץ ניסויים חזק, ובמשך תשע השנים הבאות, שלושה מטוסי X-15 טסו 199 פעמים. התוכנית בסופו של דבר עלתה על יעדי הביצועים והשיגה את מה שהיא עדיין הטיסה ההיפרסונית המהירה ביותר במדינה ב-6.72 מאך, או 4,520 מייל לשעה. למרות שזה הסתיים ב-1968, תגליות מהתוכנית ממשיכות ליידע את מחקר הרכב ההיפרסוני של הממשלה.

בדו"ח משנת 1964 המפרט את הישגי התוכנית, כתב חוקר נאס"א, וונדל סטילוול: "כל עוד האטמוספרה של כדור הארץ קיימת, לאן שאנשים יטוסו כל כך מהר, הם יסעו באזור שסודותיו ה-X-15 היה הראשון לחקור."

יותר מחצי מאה לאחר מכן, ה-X-15 נותר מאמץ הבדיקות ההיפרסוני המחמיר ביותר של משרד ההגנה - עדות להצלחת התוכנית, אך גם תוצאה של תקופות של השקעה מאופקת במחקר כלי רכב מהירים. בעוד שבשנות ה-1960 ה-X-15 טס בממוצע ניסוי מוטס אחד כל 18 ימים, כיום המחלקה תומכת רק כתריסר מבחני טיסה היפרסוניים בשנה טובה.

למרות פריצות דרך טכנולוגיות מוקדמות, ארה"ב ראתה בטכנולוגיה היפרסונית מבצעית יכולת עתידית ודנה על תפקידה בארסנל הצבאי. בינתיים, סין ורוסיה התקדמו בשנים האחרונות בפיתוח והפעלת מערכות היפרסוניות.

ההתקדמות הללו גורמת לתחושת דחיפות ב-DoD להציב כלי נשק היפרסוניים משלו ולהגביר את המימון לטכנולוגיה מאפשרת, לרבות חומרים מתקדמים ומערכות הנעה. הפנטגון מצפה להוציא 15 מיליארד דולר על תוכניות היפרסוניות בין 2015 ל-2024 על פני 70 מאמצים שונים, על פי הערכות של משרד האחריות הממשלתית. התקציב הפיסקאלי שלה לשנת 2023 דרש 4.7 מיליארד דולר לפיתוח נשק היפרסוני ו-225.5 מיליון דולר להגנה על קולית.

כחלק מהאסטרטגיה, המנהל הראשי של היפרסוניקה מייק ווייט רוצה להחזיר את קפדנות הבדיקות הקודמת. ככל שיותר תוכניות יבדקו, הוא אמר ל-C4ISRNET, כך הם ילמדו יותר והן יספקו מהר יותר.

"אנחנו באמת רוצים לפתוח את הצמצם כדי לאפשר לנבחרת הלאומית ללמוד בקצב הגילוי ולא בקצב מוגבל על ידי הזמינות של חלונות טווח מבחן טיסה", אמר בראיון.

בשנה שעברה, ווייט נתן לקהילת מבחני ההגנה אתגר: הגדל את קצב הבדיקה ההיפרסוני לטיסה אחת בשבוע. המטרה נשמעת שאפתנית, אבל זו הנקודה, אמר. למרות שהמשמרת לא תתרחש בן לילה, התקווה היא שהגדרת יעד מתיחה תדחוף את הארגון לשנות את אופן פעולתו.

"המטרה של מבחן אחד בשבוע נקבעה כדי להניע אותנו לעבר שינוי פרדיגמה ביחס לאופן שבו ואיפה אנחנו בודקים, לעומת ניסיון פשוט לעשות יותר ממה שאנחנו עושים", אמר ווייט. "להגיע לשם ייקח קצת זמן, אבל אנחנו כבר בדרך."

התמקד במבחן טיסה

במהלך השנה האחרונה, DoD ביצע כמה מהלכים נוקבים לקראת שיפור יכולות הבדיקות ההיפרסוניות שלו והתקדם לעבר קצב מבחן טיסה קבוע יותר.

יוזמות אלה כוללות תוכנית יחידת חדשנות הגנה בשם Hypersonic and High-Cadence Airborne Testing Capabilities, אשר ממנפת טכנולוגיה מסחרית לפיתוח מטוס ניסוי שיכול לטוס בשנתיים הקרובות.

מרכז ניהול משאבי הבדיקה - משרד ברמת הפנטגון התומך באירועי בדיקה ותשתית ברחבי המחלקה - גם שיתף פעולה עם חיל הים לפיתוח מבחן ההיפרסוניקה הרב-שירותית, שתקל על הדגמה ואימות של טכנולוגיה היפרסונית. ו-TRMC התקדמה בהרחבת תוכנית ה-SkyRange שלה, אשר ממירה 24 מל"טים של Global Hawk שהושבתו כדי לתמוך בבדיקות היפרסוניות.

יחד עם התוכניות החדשות הללו, המחלקה פועלת להרחבת הגישה שלה לטווחי בדיקות היפרסוניים. לפי שירות המחקר של הקונגרס, ל-DoD יש 11 טווחים באוויר הפתוח שיכולים לתמוך בטיסות ניסוי, ווייט אמר ש-DoD משתף פעולה עם התעשייה ובעלי ברית בינלאומיים כדי להגדיל את המספר הזה.

המחלקה גם הגדילה את ההשקעה שלה בתשתית הבדיקות הידועה לשמצה שחסרה למשאבים שלה. בדיווח לקונגרס השנה, הפנטגון זיהה פער מימון של 5.7 מיליארד דולר לתשתיות מעבדה ותשתיות בדיקה, כולל כ-817 מיליון דולר בפרויקטים של בנייה צבאית היפרסונית ללא מימון.

בעוד שבקשת המימון השנתית של TRMC אינה מזהה בבירור תקציבי בדיקות היפרסוניות מסיבות אבטחה, המנהל ג'ורג' רומפורד אמר ל-C4ISRNET שהארגון נותן עדיפות למימון לעבודה זו.

כדי להמחיש זאת, הוא הצביע על סעיף בתקציב של TRMC שמזהה משאבי בדיקה עבור טכנולוגיות אסטרטגיות כמו בינה מלאכותית, סייבר והיפרסוניקה. בשנת הכספים 2018, תחזית חמש השנים של המחלקה חזתה ש-TRMC יזדקק ל-470 מיליון דולר בלבד כדי לתמוך בבדיקות טכנולוגיה אסטרטגיות ב-2022. המימון בפועל של TRMC לשנת 2022 הגיע בסביבות 1.5 מיליארד דולר, יותר מפי שלושה ממה שחזתה. זה כולל מימון לתשתית בדיקות קרקע כמו מנהרות רוח ומעבדות לתמיכה בפיתוח היפרסוני.

הצמיחה הזו לא הייתה מקרית, אמר רומפורד, אלא הייתה חלק ממאמץ משותף להגביר את תמיכת הבדיקות בתחומי פיתוח טכנולוגיים מרכזיים.

"בחמש השנים האחרונות, המחלקה הכינה תוכנית אסטרטגית לשלש את כמות ההשקעה בתשתיות ניסויים כדי להאיץ את אסטרטגיית ההגנה הלאומית", אמר. "היפרסוניקה היא השחקן הגדול בזה".

לדברי ווייט, היוזמות וההשקעות הממוקדות הללו מתחילות להרוויח. ביולי, שלוש תוכניות היפרסוניות בארה"ב ערכו ניסויים מוצלחים: טיל ה- Operational Fires של הסוכנות לפרויקטי מחקר מתקדמים בהגנה ותפיסת הנשק הנשימה היפרסוני שלה ונשק התגובה המהיר של חיל האוויר, או ARRW. במהלך תקופה של כשלושה חודשים, בין נובמבר לסוף ינואר, מצפה המחלקה לערוך שבעה מבחני טיסה, לדבריו.

כחלק מאותה שורה של בדיקות אחרונות, ARRW השלימה את אב הטיפוס המלא הראשון שלה, או את מבחן הטיסה הכולל, ב-9 בדצמבר בדרום קליפורניה. הבדיקה האריכה רצף של טיסות מוצלחות עבור התוכנית, שהיו לה שלושה כשלים ברציפות ב-2021.

ווייט אמר שהמחלקה ראתה שיפורים בביצועים בכמה מהתוכניות ההיפרסוניות שלה בשנה האחרונה, שאותם הוא מייחס להקפדה רבה יותר על הנדסת מערכות מצד החברות שמפתחות את הנשק הזה.

"חווינו תפנית דרמטית בתוצאות מבחן הטיסה שלנו", אמר.

ביצוע ההשקעות הנכונות

בכירים לשעבר ב-DoD ואנליסטים בתעשייה אומרים שבעוד שאיפות הבדיקה של המחלקה עשויות להיות בהישג יד, היא צריכה להשקיע בתחומים הנכונים.

מארק לואיס, מנהל המכון הטכנולוגי המתעורר של איגוד ההגנה הלאומי ומומחה לפיתוח יכולות היפרסוניות, אמר ל-C4ISRNET שהוא אופטימי ש-DoD יכול להגיע ליעדי הבדיקה שלו - וההיסטוריה שלו ב-X-15 היא עדות לכך.

"אנחנו יכולים, כי היה לנו בעבר", אמר. "אבל אם אתה מתכוון לבדוק בקצב הזה, אתה צריך לעשות את זה אחרת מהדרך שבה עשינו את זה עד כה ברבות מתוכניות ההיפרסוניקה שלנו."

לואיס שימש במספר תפקידים בקהילת המחקר והפיתוח והמדע והטכנולוגיה של הפנטגון, כולל מנהל המחקר וההנדסה הביטחונית למודרניזציה ומדען ראשי בחיל האוויר - תפקידים שכללו פיקוח על מאמצי פיתוח היפרסוני. הוא אמר שהוא מעודד מההשקעות של TRMC, אבל חושב שהמחלקה צריכה לשים דגש גדול יותר על יכולת השחזור ויצירת הזדמנויות בדיקה מציאותיות יותר.

לגבי יכולת השחזור, לואיס אמר שאחזור של מערכת מלאה לאחר בדיקה תהיה אידיאלית, אפילו לאיסוף חלקים מהרכב יש יתרונות לניתוח נתונים.

"אולי ארצה לבדוק חומרים חדשים בטמפרטורה גבוהה. אם אני יכול לשים אותם בחלק החיצוני של הרכב [ו]אם אני יכול להחזיר את הרכב הזה, אני יכול להוריד אותם. אני יכול להסתכל עליהם. אני יכול לראות איך הם שורדים", אמר. "אחרת, אני מסתמך רק על חיישנים ומכשור."

בדיקות טיסה מציאותיות - או כפי שלואיס מכנה זאת, "מנהרות רוח בשמיים" - צריכים להיות גם בראש סדר העדיפויות של המחלקה. בעוד שמנהרות רוח קרקעיות המשכפלות את הסביבה בטיסה הן חלק חשוב מתוכנית הבדיקה של התוכנית, יש להן מגבלות.

"מנהרות הרוח תמיד עושות פשרה כלשהי", אמר. "עצם העובדה שאתה במנהרה והדגם שלך יושב בתא ולתא הזה יש קירות - זה שונה מכלי רכב שעף החוצה באטמוספרה."

לואיס ווייט ציינו שניהם שפיתוח תשתית דוגמנות וסימולציה חזקה יותר יפחית את הסיכון, אבל זה לא תחליף לבדיקות טיסה.

"ככל שאתה יכול לבדוק יותר על הקרקע, אתה מפחית את הסיכון לבדיקות טיסה, אבל אין מתקן שיכול לדמות באופן מלא טיסה היפרסונית", אמר ווייט. "אז אנחנו חייבים לטוס."

רומן שוויצר, אנליסט בחברת המחקר הביטחוני, Cowen Group, אמר שבעוד שמודל "בנה ובדוק ונכשל במהירות" חשוב אם המחלקה רוצה לנוע מהר, לתדירות יש גם עלות - וצריכה להיות דחיפה כדי לצמצם את זה גם כשקצב הבדיקה עולה.

"אתה צריך לשמור על העלות כפונקציה של זה," הוא אמר ל-C4ISRNET. "בכל פעם שמישהו הציג טכנולוגיה חדשה, אבל במיוחד הצבא, פשוט יש הרבה ניסוי וטעייה שנכנסים לזה. ואם הניסוי והטעייה יקרים במיוחד, אתה לא תוכל לעשות הרבה מזה".

בול זמן:

עוד מ חדשות הביטחון