Пентагон намагається відновити перевагу США в гіперзвуку

ВАШИНГТОН. У 1959 році ВПС і ВМС США в партнерстві з NASA вперше провели пілотований гіперзвуковий випробувальний літак X-15.

Під час цього польоту високошвидкісний транспортний засіб, призначений для руху зі швидкістю щонайменше 5 Махів, був скинутий з-під крила бомбардувальника B-52, що летів над пустелею Мохаве в Південній Каліфорнії. Пілот Скотт Кроссфілд підняв літак на висоту 52,341 2.11 фут і досяг максимальної швидкості XNUMX Маха.

Цей політ поклав початок потужній випробувальній роботі, і протягом наступних дев’яти років три літаки X-15 здійснили 199 польотів. Зрештою програма перевищила цільові показники та досягла найшвидшого пілотованого гіперзвукового польоту в країні зі швидкістю 6.72 Маха, або 4,520 миль на годину. Хоча вона закінчилася в 1968 році, відкриття в рамках програми продовжують інформувати державні дослідження гіперзвукових транспортних засобів.

У звіті 1964 року, в якому детально описані досягнення програми, дослідник НАСА Венделл Стіллвелл писав: «Поки існує атмосфера Землі, де б люди не літали так швидко, вони подорожуватимуть у регіоні, таємниці якого першим дослідив X-15».

Понад півстоліття потому X-15 залишається найсуворішим методом гіперзвукового випробування Міністерства оборони — свідченням успіху програми, а також результатом періодів стриманих інвестицій у дослідження високошвидкісних транспортних засобів. У той час як у 1960-х роках X-15 проводив в середньому одне повітряне випробування кожні 18 днів, сьогодні департамент підтримує лише близько дюжини гіперзвукових льотних випробувань за хороший рік.

Незважаючи на ранні технологічні прориви, США розглядають оперативну гіперзвукову технологію як потенціал майбутнього та обговорюють її роль у військовому арсеналі. Тим часом Китай і Росія за останні роки досягли прогресу в розробці та застосуванні гіперзвукових систем.

Ці досягнення викликають в Міністерстві оборони відчуття терміновості створення власної гіперзвукової зброї та збільшення фінансування для відповідних технологій, включаючи сучасні матеріали та силові установки. Пентагон розраховує витратити 15 мільярдів доларів на гіперзвукові програми в період з 2015 по 2024 рік на 70 різних заходів, згідно з оцінками Управління звітності уряду. Його фінансовий бюджет на 2023 рік передбачав 4.7 мільярда доларів на розробку гіперзвукової зброї та 225.5 мільйонів доларів на гіперзвуковий захист.

У рамках стратегії головний директор Hypersonics Майк Вайт хоче повернути колишню суворість тестування. Чим більше програм випробовують, сказав він C4ISRNET, тим більше вони навчаються і тим швидше досягають результатів.

«Ми дійсно хочемо відкрити апертуру, щоб дозволити національній команді вчитися в темпі відкриттів, а не в темпі, обмеженому доступністю вікон діапазону льотних випробувань», — сказав він в інтерв’ю.

Минулого року Уайт поставив перед спільнотою оборонних випробувань завдання: збільшити частоту гіперзвукових випробувань до одного польоту на тиждень. Ціль звучить амбітно, але це суть, сказав він. Хоча зміни не відбудуться миттєво, є надія, що встановлення тривалих цілей підштовхне підприємство до зміни способу його роботи.

«Мета — один тест на тиждень — була встановлена, щоб спонукати нас до зміни парадигми щодо того, як і де ми тестуємо, а не намагатися просто робити більше того, що ми робимо», — сказав Вайт. «Щоб дістатися туди, знадобиться деякий час, але ми вже на шляху».

Зосереджено на льотних випробуваннях

Протягом останнього року Міністерство оборони зробило певні кроки в напрямку вдосконалення своїх можливостей гіперзвукових випробувань і переходу до більш регулярної каденції польотних випробувань.

Ці ініціативи включають програму Defence Innovation Unit під назвою Hypersonic and High-Cadence Airborne Testing Capabilities, яка використовує комерційні технології для розробки випробувального літака, який зможе літати в найближчі два роки.

Центр управління ресурсами випробувань — офіс на рівні Пентагону, який підтримує випробувальні події та інфраструктуру в усьому департаменті — також співпрацював з ВМС для розробки мультисервісного випробувального стенду Hypersonics, який спростить демонстрацію та перевірку гіперзвукової технології. І TRMC досяг прогресу в розширенні своєї програми SkyRange, яка переобладнає 24 знятих з експлуатації дрона Global Hawk для підтримки гіперзвукових випробувань.

Разом із цими новими програмами відділ працює над розширенням доступу до гіперзвукових випробувальних діапазонів. За даними Дослідницької служби Конгресу, Міністерство оборони має 11 полігонів під відкритим небом, які можуть підтримувати тестові польоти, і Уайт сказав, що Міністерство оборони співпрацює з промисловістю та міжнародними союзниками, щоб збільшити цю кількість.

Департамент також збільшив свої інвестиції в свою тестову інфраструктуру, яка, як відомо, має недостатні ресурси. У звіті для Конгресу цього року Пентагон визначив дефіцит фінансування 5.7 мільярдів доларів на інфраструктуру лабораторій і тестування, включаючи близько 817 мільйонів доларів на нефінансовані проекти гіперзвукового військового будівництва.

Незважаючи на те, що в щорічному запиті на фінансування TRMC чітко не визначено бюджети гіперзвукового тестування з міркувань безпеки, директор Джордж Рамфорд сказав C4ISRNET, що організація надає пріоритет фінансуванню цієї роботи.

Щоб проілюструвати це, він вказав на розділ бюджету TRMC, який визначає ресурси для тестування стратегічних технологій, таких як штучний інтелект, кібернетика та гіперзвук. У 2018 фінансовому році п’ятирічний прогноз департаменту передбачав, що TRMC знадобиться лише 470 мільйонів доларів для підтримки стратегічного тестування технологій у 2022 фінансовому році. Фактичне фінансування TRMC у 2022 фінансовому році склало близько 1.5 мільярда доларів, що в три рази перевищує прогноз. Це включає фінансування інфраструктури наземних випробувань, такої як аеродинамічні труби та лабораторії для підтримки гіперзвукових розробок.

Це зростання не було випадковим, сказав Рамфорд, а було частиною узгоджених зусиль, спрямованих на посилення підтримки тестування в ключових областях розвитку технологій.

«Протягом останніх п’яти років департамент розробив стратегічний план потроїти суму інвестицій у тестову інфраструктуру для прискорення стратегії національної оборони», — сказав він. «Гіперсоніка є великим гравцем у цьому».

За словами Уайта, ці цілеспрямовані ініціативи та інвестиції починають окупатися. У липні три гіперзвукові програми США провели успішні випробування: ракета Operational Fires Агентства передових дослідницьких проектів Міністерства оборони США та її концепція гіперзвукової повітряно-дихальної зброї та зброя швидкого реагування з повітря ВПС США (ARRW). За його словами, протягом приблизно трьох місяців, з листопада по кінець січня, департамент планує провести сім льотних випробувань.

У рамках цієї недавньої низки випробувань ARRW завершила свій перший повний прототип, або комплексне льотне випробування 9 грудня в Південній Каліфорнії. Тест продовжив серію успішних польотів для програми, яка мала три невдачі поспіль у 2021 році.

Уайт сказав, що департамент спостерігав покращення продуктивності кількох своїх гіперзвукових програм за останній рік, що він пояснює більшою ретельністю системної інженерії компаній, що розробляють цю зброю.

«Ми відчули кардинальний поворот у результатах наших льотних випробувань», — сказав він.

Робити правильні інвестиції

Колишні посадові особи Міністерства оборони та галузеві аналітики кажуть, що хоча амбіції департаменту щодо тестування можуть бути цілком досяжними, йому потрібно інвестувати в правильні сфери.

Марк Льюїс, директор Інституту нових технологій Національної оборонно-промислової асоціації та експерт із розвитку гіперзвукових можливостей, сказав C4ISRNET, що він оптимістично налаштований, що Міністерство оборони зможе досягти своїх цілей випробувань — і його історія на X-15 є тому підтвердженням.

«Ми можемо, тому що це було в минулому», — сказав він. «Але якщо ви збираєтеся тестувати в такому темпі, вам потрібно робити це не так, як ми робили це досі в багатьох наших гіперзвукових програмах».

Льюїс обіймав ряд посад у дослідницько-конструкторському та науково-технічному співтоваристві Пентагону, включно з директором відділу оборонних досліджень та інженерних робіт для модернізації та головним науковим співробітником ВПС – посади, які включали нагляд за розробкою гіперзвукової техніки. Він сказав, що його надихають інвестиції TRMC, але вважає, що департаменту потрібно приділити більше уваги відновлюваності та створенню більш реалістичних можливостей тестування.

Щодо можливості відновлення, Льюїс сказав, що, незважаючи на те, що отримання повної системи після тестування було б ідеальним, навіть збір частин автомобіля має переваги для аналізу даних.

«Можливо, я захочу випробувати нові високотемпературні матеріали. Якщо я зможу поставити їх назовні автомобіля [і] якщо я зможу повернути цей автомобіль, я можу їх зняти. Я можу дивитися на них. Я бачу, як вони виживають", - сказав він. «В іншому випадку я просто покладаюся на датчики та прилади».

Реалістичні льотні випробування — або, як це називає Льюїс, «аеродинамічні труби в небі» — також мають бути пріоритетом для відділу. Хоча наземні аеродинамічні труби, які відтворюють середовище в польоті, є важливою частиною плану випробувань програми, вони мають обмеження.

«Аеродинамічні труби завжди знаходять компроміс», — сказав він. «Сам факт, що ви перебуваєте в тунелі, а ваша модель сидить у камері, і ця камера має стіни — це відрізняється від транспортного засобу, який летить в атмосфері».

Льюїс і Вайт обидва відзначили, що розробка більш надійної інфраструктури моделювання та симуляції зменшить ризик, але це не замінить льотні випробування.

«Чим більше ви можете тестувати на землі, тим більше ви зменшуєте ризик для льотних випробувань, але немає жодного обладнання, яке могло б повністю імітувати гіперзвуковий політ», — сказав Вайт. «Отже, ми повинні летіти».

Роман Швейцер, аналітик оборонної дослідницької фірми Cowen Group, сказав, що хоча модель «будувати, тестувати і швидко виходити з ладу» важлива, якщо департамент хоче рухатися швидко, частота також пов’язана з ціною — і потрібен поштовх. щоб зменшити це, навіть коли темпи тестування збільшуються.

«Вам потрібно зберегти вартість як функцію цього», — сказав він C4ISRNET. «Щоразу, коли хтось запроваджує нову технологію, але особливо військові, у це входить багато проб і помилок. І якщо метод проб і помилок коштує дуже дорого, ви не зможете багато чого зробити».

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• Платоблокчейн. Web3 Metaverse Intelligence. Розширені знання. Доступ тут.
• джерело: https://www.defensenews.com/battlefield-tech/2023/01/06/pentagon-racing-to-restore-us-superiority-in-hypersonics/