DARPA tiến một bước lớn trên máy bay X cơ động với các vụ nổ không khí

WASHINGTON - Sự Cơ quan dự án nghiên cứu tiên tiến quốc phòng đã thực hiện một bước quan trọng trong việc tạo ra một chiếc máy bay thử nghiệm có thể được điều khiển mà không cần cánh quạt truyền thống hoặc các thiết bị cơ khí khác, thay vào đó sử dụng các luồng không khí ngắn.

DARPA đã công bố hôm thứ Ba rằng họ đã chọn Aurora Flight Science để bắt đầu thiết kế chi tiết một chiếc máy bay sử dụng công nghệ gọi là kiểm soát luồng hoạt động để điều khiển nó, như một phần của chương trình Kiểm soát Máy bay Cách mạng với Novel Effectors, hay CRANE. Aurora là công ty con của Boeing có trụ sở chính tại Manassas, Virginia, chuyên phát triển các thiết kế cải tiến tiên tiến cho máy bay và các hệ thống không người lái.

Giám đốc chương trình CRANE Richard Wlezien cho biết: “Trong vài thập kỷ qua, cộng đồng kiểm soát luồng hoạt động đã đạt được những tiến bộ đáng kể cho phép tích hợp các công nghệ kiểm soát luồng hoạt động vào máy bay tiên tiến. “Chúng tôi tự tin về việc hoàn thành thiết kế và bay thử nghiệm một chiếc máy bay trình diễn với AFC là cơ quan xem xét thiết kế chính. Với phần cánh mô-đun và bộ tạo AFC mô-đun, mặt phẳng CRANE X có tiềm năng tồn tại như một tài sản thử nghiệm quốc gia rất lâu sau khi chương trình CRANE kết thúc.”

Một chiếc máy bay điển hình có các bộ phận cơ khí như cánh hoa thị trên cánh, bánh lái và thang máy ở đuôi mà phi công của nó sử dụng để điều khiển độ lăn, cao độ và ngáp của máy bay.

Cựu giám đốc chương trình CRANE Alexander Walan cho biết trong một cuộc phỏng vấn vào tháng 2021 năm XNUMX với Defense News rằng nguyên tắc chung đó hầu như không thay đổi và thiết kế máy bay dẫn đường trong hơn một thế kỷ.

Nhưng DARPA hy vọng khái niệm kiểm soát luồng hoạt động, nếu thành công, có thể thúc đẩy một sự suy nghĩ lại về cách máy bay được chế tạo và điều động.

Công nghệ kiểm soát luồng không khí chủ động sẽ sử dụng các luồng không khí nhỏ từ cánh hoặc bề mặt lá không khí khác để thay đổi vị trí hoặc hướng của máy bay. Ông nói, bản thân vụ nổ không đẩy các cánh theo khái niệm này, giống như cách một con tàu vũ trụ sử dụng các bộ đẩy để đưa nó vào vị trí trên quỹ đạo hoặc trong quá trình quay trở lại.

Thay vào đó, một vụ nổ kiểm soát luồng hoạt động tạo ra một cú hích tốc độ làm thay đổi cách luồng không khí thổi qua cánh, sau đó khiến máy bay chuyển hướng.

“Nó rất tiết kiệm năng lượng,” Walan nói. “Bởi vì tôi đang sử dụng cách tự nhiên mà không khí muốn di chuyển, nên tôi chỉ truyền một chút năng lượng vào nó để đạt được hiệu quả lớn từ nó. Chúng tôi không thực sự đẩy chiếc xe bằng không khí, chúng tôi đang sử dụng nó để điều chỉnh cách không khí chảy qua cánh.”

Ông nói, cộng đồng hàng không vũ trụ đã xem xét khái niệm này trong ít nhất ba thập kỷ và đã thử các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và một số cuộc trình diễn chuyến bay quy mô nhỏ. Vào năm 2015, NASA và Boeing đã hợp tác bay thành công một chiếc máy bay 757 được sửa đổi với phần đuôi thẳng đứng sử dụng công nghệ kiểm soát luồng chủ động để tăng hiệu quả khí động học.

Walan cho biết, cho đến nay, chưa có ai thử điều khiển toàn bộ máy bay bằng công nghệ này.

Ông nói, trong những năm gần đây, DARPA cảm thấy công nghệ — bao gồm siêu máy tính và các công cụ động lực học chất lỏng tiên tiến, và máy bay không người lái có thể giúp trình diễn kiểm soát dòng chảy chủ động rẻ hơn và an toàn hơn nhiều so với thử nghiệm trên máy bay có người lái — đã phát triển đến mức “thời gian đã đúng khi thử xem liệu chúng ta có thể thiết kế một chiếc máy bay xung quanh điều này hay không.”

Ông nói, DARPA cũng phải chứng minh rằng công nghệ này không chỉ là một thứ “nghe có vẻ hay ho”, mà còn có thể mang lại những lợi ích hữu hình so với hệ thống truyền thống.

Trong tuyên bố hôm thứ Ba, DARPA cho biết công nghệ này có thể cải thiện cách máy bay bay theo nhiều cách, bao gồm bằng cách loại bỏ các bề mặt chuyển động để điều khiển máy bay, giảm lực cản, cánh dày hơn để đạt hiệu quả cấu trúc và tăng khả năng chứa nhiên liệu, đồng thời đơn giản hóa các hệ thống để cải thiện lực nâng của máy bay. Walan cho biết vào năm 2021 rằng nó cũng có thể dẫn đến chi phí thấp hơn và tăng tính linh hoạt của máy bay.

DARPA đã khởi động chương trình CRANE vào năm 2019 và các tổ chức như Aurora, Lockheed Martin và Georgia Tech Research Corporation đã tham gia vào các giai đoạn trước đó.

Aurora hiện đã hoàn thành Giai đoạn 1 của dự án, giai đoạn thiết kế sơ bộ mang lại thứ mà DARPA mô tả là “máy bay thử nghiệm sáng tạo” sử dụng thành công kiểm soát luồng chủ động trong thử nghiệm đường hầm gió.

Aurora hiện sẽ chuyển sang Giai đoạn 2 theo hợp đồng trị giá 42 triệu đô la, nơi nó sẽ tạo ra một thiết kế kỹ thuật chi tiết cho máy bay của mình và phát triển phần mềm và điều khiển chuyến bay. Điều này sẽ kết thúc với việc đánh giá thiết kế quan trọng của người trình diễn “máy bay X”, có thể bay mà không cần điều khiển chuyến bay di chuyển truyền thống trên cánh hoặc đuôi của nó.

Giải thưởng của DARPA cũng có tùy chọn chuyển Aurora sang Giai đoạn 3 của chương trình, trong đó nó sẽ chế tạo một chiếc máy bay không người lái có quy mô đầy đủ, nặng 7,000 pound, dựa trên điều khiển luồng chủ động để DARPA bay thử. Máy bay thử nghiệm này sẽ có cấu hình cánh mô-đun cho phép DARPA hoặc các tổ chức khác dễ dàng hoán đổi các công nghệ tiên tiến trong tương lai.

“Với tất cả những gì chúng tôi đã học được về AFC và ứng dụng của nó đối với máy bay chiến thuật trong các giai đoạn trước của CRANE, bước tiếp theo là chứng minh những kiến ​​thức này trong chuyến bay,” Graham Drozeski, phó chủ tịch các chương trình chính phủ của Aurora, cho biết trong một tuyên bố của công ty. “Mặt phẳng CRANE X được thiết kế đặc biệt để khám phá tính hiệu quả của các công nghệ AFC ở quy mô phù hợp với nhiệm vụ và số Mach.”

Công ty cho biết họ sẽ chế tạo chiếc máy bay X này, có sải cánh dài 30 feet, tại các cơ sở của họ ở Virginia, Tây Virginia và Mississippi, và nó sẽ bay với tốc độ lên tới Mach 0.7. Aurora hy vọng sẽ thực hiện các chuyến bay thử nghiệm vào năm 2025.

Sẽ còn nhiều năm nữa - nếu có - trước khi loại công nghệ này xuất hiện trên máy bay của Lực lượng Không quân hoặc các máy bay quân sự khác. Walan cho biết vào năm 2021, đây là một dự án thử nghiệm nhằm cho thấy liệu loại công nghệ tiên tiến này có thể hoạt động hay không, chứ không phải để cải thiện thứ gì đó đã hoạt động.

Walan cho biết, nếu khái niệm này hoạt động, nó có thể là một công nghệ “đột phá” - và thậm chí thay đổi cách thiết kế máy bay trong tương lai.

Walan nói: “Bởi vì chúng tôi là DARPA, chúng tôi có thể đẩy giới hạn lên một chút. “Tôi không cần phải có một hệ thống ngoài kia cần điều này.”

Walan tiếp tục: “Những gì chúng tôi đang cố gắng thực hiện trong chương trình này là mở ra hộp công cụ mà các nhà thiết kế máy bay có, để các hệ thống trong tương lai có các công cụ mới và cách tiếp cận mới mà họ có thể thực hiện và cân nhắc. “Đây thực sự là nghệ thuật của những điều có thể.”

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến ​​thức. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://www.defensenews.com/air/2023/01/19/darpa-takes-big-step-forward-on-x-plane-that-maneuvers-with-air-bursts/