Pentagonul se luptă pentru a restabili superioritatea SUA în hipersonică

WASHINGTON — În 1959, Forțele Aeriene și Marina SUA au colaborat cu NASA pentru a pilota pentru prima dată un avion de testare hipersonic pilotat, X-15.

În timpul acelui zbor, vehiculul de mare viteză proiectat să circule la viteze de cel puțin Mach 5 a fost aruncat de sub aripa unui bombardier B-52 care zbura deasupra deșertului Mojave din California de Sud. Pilotul Scott Crossfield a transportat aeronava la o altitudine de 52,341 de picioare și a atins o viteză de vârf de Mach 2.11.

Zborul a demarat un efort robust de testare, iar în următorii nouă ani, trei avioane X-15 au zburat de 199 de ori. Programul a depășit în cele din urmă obiectivele de performanță și a atins ceea ce este încă cel mai rapid zbor hipersonic pilotat al națiunii la Mach 6.72, sau 4,520 mile pe oră. Deși s-a încheiat în 1968, descoperirile din program continuă să informeze cercetarea guvernului asupra vehiculelor hipersonice.

Într-un raport din 1964 care detalia realizările programului, cercetătorul NASA Wendell Stillwell a scris: „Atâta timp cât există atmosfera Pământului, oriunde oamenii zboară atât de repede, ei vor călători într-o regiune ale cărei secrete X-15 a fost primul care le-a cercetat”.

Mai mult de o jumătate de secol mai târziu, X-15 rămâne cel mai riguros efort de testare hipersonică al Departamentului de Apărare – o dovadă a succesului programului, dar și un rezultat al perioadelor de investiții restrânse în cercetarea vehiculelor de mare viteză. În timp ce în anii 1960, X-15 a zburat în medie un test de zbor la fiecare 18 zile, astăzi departamentul acceptă doar aproximativ o duzină de teste de zbor hipersonice într-un an bun.

În ciuda descoperirilor tehnologice timpurii, SUA au privit tehnologia operațională hipersonică ca pe o capacitate viitoare și au dezbătut rolul ei în arsenalul militar. Între timp, China și Rusia au făcut progrese în ultimii ani în dezvoltarea și implementarea sistemelor hipersonice.

Aceste progrese determină un sentiment de urgență în cadrul DoD de a lansa arme hipersonice proprii și de a spori finanțarea pentru tehnologia activatoare, inclusiv materiale avansate și sisteme de propulsie. Pentagonul se așteaptă să cheltuiască 15 miliarde de dolari pentru programe hipersonice între 2015 și 2024 în 70 de eforturi diferite, potrivit estimărilor Biroului pentru Responsabilitate Guvernamentală. Bugetul său fiscal 2023 prevedea 4.7 miliarde de dolari pentru dezvoltarea armelor hipersonice și 225.5 milioane de dolari pentru apărarea hipersonică.

Ca parte a strategiei, directorul principal pentru Hypersonics Mike White dorește să readucă acea rigurozitate anterioară a testării. Cu cât se testează mai multe programe, a spus el pentru C4ISRNET, cu atât învață mai multe și vor livra mai repede.

„Ne dorim cu adevărat să deschidem deschiderea pentru a permite echipei naționale să învețe în ritmul descoperirii și nu într-un ritm limitat de disponibilitatea ferestrelor de interval de test de zbor”, a spus el într-un interviu.

Anul trecut, White a oferit comunității de testare a apărării o provocare: creșterea cadenței testelor hipersonice la un zbor pe săptămână. Ținta sună ambițioasă, dar acesta este ideea, a spus el. Deși schimbarea nu se va întâmpla peste noapte, speranța este că stabilirea unui obiectiv extins va împinge întreprinderea să schimbe modul în care funcționează.

„Obiectivul unui test pe săptămână a fost stabilit pentru a ne conduce către o schimbare de paradigmă în ceea ce privește cum și unde testăm, față de încercarea de a face mai mult din ceea ce facem”, a spus White. „Pentru a ajunge acolo va dura ceva timp, dar suntem deja pe drum.”

Concentrat pe testul de zbor

De-a lungul ultimului an, DoD a făcut câteva mișcări îndreptate spre îmbunătățirea capacităților sale de testare hipersonică și spre o cadență mai regulată a testelor de zbor.

Aceste inițiative includ un program al Unității de inovare a apărării numit Capabilități de testare aeriană hipersonică și de mare cadență, care valorifică tehnologia comercială pentru a dezvolta o aeronavă de testare care ar putea zbura în următorii doi ani.

Centrul de management al resurselor de testare – un birou la nivel de Pentagon care sprijină evenimentele de testare și infrastructura din cadrul departamentului – a colaborat, de asemenea, cu Marina pentru a dezvolta patul de testare hipersonic cu servicii multiple, care va facilita demonstrarea și validarea tehnologiei hipersonice. Și TRMC a făcut progrese extinzând programul SkyRange, care transformă 24 de drone Global Hawk scoase din funcțiune pentru a sprijini testarea hipersonică.

Alături de aceste noi programe, departamentul lucrează la extinderea accesului la intervalele de testare hipersonică. Potrivit Serviciului de Cercetare al Congresului, DoD are 11 zone în aer liber care pot sprijini zboruri de testare, iar White a spus că DoD colaborează cu industria și aliații internaționali pentru a crește acest număr.

Departamentul și-a sporit, de asemenea, investițiile în infrastructura sa de testare, care nu dispune de resurse. Într-un raport către Congres anul acesta, Pentagonul a identificat un deficit de finanțare de 5.7 miliarde de dolari pentru infrastructura de laborator și de testare, inclusiv aproximativ 817 milioane de dolari în proiecte de construcții militare hipersonice nefinanțate.

În timp ce cererea anuală de finanțare a TRMC nu identifică în mod clar bugetele de testare hipersonică din motive de securitate, directorul George Rumford a declarat pentru C4ISRNET că organizația acordă prioritate finanțării pentru această activitate.

Pentru a ilustra acest lucru, el a arătat o secțiune din bugetul TRMC care identifică resurse de testare pentru tehnologii strategice precum inteligența artificială, cibernetica și hipersonica. În anul fiscal 2018, prognoza pe cinci ani a departamentului a prezis că TRMC va avea nevoie de doar 470 de milioane de dolari pentru a sprijini testarea strategică a tehnologiei în anul fiscal 2022. Finanțarea reală a TRMC pentru anul fiscal 2022 a fost de aproximativ 1.5 miliarde de dolari, de peste trei ori mai mult decât a estimat. Aceasta include finanțare pentru infrastructura de testare la sol, cum ar fi tunelurile de vânt și laboratoarele pentru a sprijini dezvoltarea hipersonică.

Această creștere nu a fost întâmplătoare, a spus Rumford, ci a făcut parte dintr-un efort concertat de a spori suportul de testare pentru domenii cheie de dezvoltare a tehnologiei.

„În ultimii cinci ani, departamentul a făcut un plan strategic pentru a tripla suma investițiilor în infrastructura de testare pentru a accelera strategia națională de apărare”, a spus el. „Hypersonics este cel mai mare jucător în asta.”

Potrivit lui White, aceste inițiative și investiții concentrate încep să dea roade. În iulie, trei programe hipersonice din SUA au efectuat teste cu succes: racheta Operational Fires a Agenției pentru Proiecte Avansate de Cercetare a Apărării și conceptul său de arme hipersonice cu respirație aeriană și arma de răspuns rapid lansată de aer a forțelor aeriene, sau ARRW. Pe o perioadă de aproximativ trei luni, între noiembrie și sfârșitul lunii ianuarie, departamentul se așteaptă să efectueze șapte teste de zbor, a spus el.

Ca parte a acestui șir recent de teste, ARRW și-a finalizat primul său prototip complet sau test de zbor complet pe 9 decembrie în California de Sud. Testul a extins o serie de zboruri de succes pentru program, care a avut trei eșecuri la rând în 2021.

White a spus că departamentul a înregistrat îmbunătățiri de performanță în mai multe dintre programele sale hipersonice în ultimul an, pe care le atribuie unei mai mari rigori în inginerie a sistemelor din partea companiilor care dezvoltă acele arme.

„Am experimentat o schimbare dramatică în rezultatele testelor noastre de zbor”, a spus el.

Efectuarea investițiilor potrivite

Foști oficiali ai DoD și analiști din industrie spun că, deși ambițiile de testare ale departamentului pot fi la îndemână, acesta trebuie să investească în domeniile potrivite.

Mark Lewis, director al Institutului de tehnologie emergentă al Asociației Naționale de Apărare Industrială și expert în dezvoltarea capacităților hipersonice, a declarat pentru C4ISRNET că este optimist că DoD își poate atinge obiectivele de testare - iar istoria sa pe X-15 este o dovadă în acest sens.

„Putem, pentru că am făcut-o în trecut”, a spus el. „Dar dacă ai de gând să testezi în acest ritm, trebuie să o faci altfel decât am făcut-o până acum în multe dintre programele noastre hipersonice.”

Lewis a ocupat o serie de roluri în cadrul comunității de cercetare și dezvoltare și știință și tehnologie a Pentagonului, inclusiv director de cercetare și inginerie în apărare pentru modernizare și om de știință șef al Forțelor Aeriene - poziții care au inclus supravegherea eforturilor de dezvoltare hipersonică. El a spus că este încurajat de investițiile TRMC, dar consideră că departamentul trebuie să pună un accent mai mare pe recuperabilitate și să creeze oportunități de testare mai realiste.

În ceea ce privește recuperabilitatea, Lewis a spus că, deși recuperarea unui sistem complet după testare ar fi ideală, chiar și colectarea unor părți ale vehiculului are avantaje pentru analiza datelor.

„S-ar putea să vreau să testez noi materiale la temperatură înaltă. Dacă le pot pune pe partea exterioară a vehiculului [și] dacă pot recupera acel vehicul, le pot scoate. Pot să mă uit la ei. Văd cum supraviețuiesc”, a spus el. „În caz contrar, mă bazez doar pe senzori și instrumente.”

Testele de zbor realiste – sau, așa cum le numește Lewis, „tunele de vânt pe cer” – ar trebui să fie, de asemenea, o prioritate pentru departament. În timp ce tunelurile de vânt de la sol care reproduc mediul în timpul zborului sunt o parte importantă a planului de testare al unui program, ele au limitări.

„Tunelele de vânt fac întotdeauna un compromis”, a spus el. „Faptul că ești într-un tunel și modelul tău stă într-o cameră și acea cameră are pereți – este diferit de un vehicul care zboară în atmosferă.”

Lewis și White au remarcat amândoi că dezvoltarea unei infrastructuri de modelare și simulare mai robustă va reduce riscul, dar că nu este un înlocuitor pentru testele de zbor.

„Cu cât poți testa mai mult la sol, cu atât mai mult vei reduce riscul pentru testarea în zbor, dar nu există nicio instalație care să poată simula pe deplin zborul hipersonic”, a spus White. „Deci, trebuie să zburăm.”

Roman Schweizer, analist la firma de cercetare în domeniul apărării Cowen Group, a spus că, deși un model „construiți și testați și eșuați rapid” este important dacă departamentul dorește să se miște rapid, frecvența are, de asemenea, un cost - și trebuie să existe un impuls. pentru a reduce asta chiar dacă cadența de testare crește.

„Trebuie să păstrați costurile în funcție de acestea”, a spus el pentru C4ISRNET. „Ori de câte ori cineva a introdus noi tehnologii, dar în special armata, există doar o mulțime de încercări și erori care au loc. Și dacă încercarea și eroarea sunt super costisitoare, nu veți putea face multe.”

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Sursa: https://www.defensenews.com/battlefield-tech/2023/01/06/pentagon-racing-to-restore-us-superiority-in-hypersonics/