Подход подразделения оборонных инноваций «Частные деньги» направлен на быстрое производство многоразовых гиперзвуковых испытательных самолетов.

Невероятная скорость при экстремальных температурах — не единственное, что затрудняет исследования в области гиперзвука. Слишком скудная тестовая инфраструктура, от аэродинамических труб до реальных летных испытательных самолетов, сдерживает исследования. Отдел оборонных инноваций делает ставку на то, что идеи частного сектора и капитал частного сектора могут ускорить процесс.

Ассоциация Отдел оборонных инноваций (DIU) — это, по сути, внутренний ускоритель внедрения коммерческих технологий Пентагона. Укомплектованный сочетанием активных экспертов военного и технологического секторов, он стремится получить коммерческие решения в дверях, масштабировать и применять к проблемам Министерства обороны.

Портфель кибернетических, автономных и космических технологий, которые DIU удалось передать военным, свидетельствует об определенном успехе. Эти решения, основанные на обещаниях нетрадиционных частных фирм о прибылях в будущем, появляются и развиваются за пределами оборонных кругов с альтернативным решением проблем и темпами, с которыми правительство не может сравниться. Это то, что DIU надеется задействовать, чтобы продвинуть вперед развертывание военной гиперзвуковой техники.

«Мы знаем, что частные деньги используются для создания [коммерческих] гиперзвуковых транспортных средств для пассажиров и грузов», — говорит Барри Киркендалл, технический директор DIU по космосу. «Пять-десять лет назад такого не было, а сейчас есть. Мы хотим использовать эти частные инвестиции, эти компании для Министерства обороны».

Соответственно, DIU запустил инициативу под названием HyCAT (HyCAT (Hysonic and High-Cadence Airborne Testabilities). Он ищет коммерческих партнеров для демонстрации прототипа испытательного самолета, который может летать и маневрировать со скоростью более 5 Маха, нести две экспериментальные полезные нагрузки, выполнять «длительные» полеты и собирать данные о летных характеристиках. Потенциальные подрядчики должны будут вылететь в течение 12–24 месяцев.

По стандартам гиперзвуковых исследований это короткое окно. Но, учитывая спрос на гиперзвуковые испытания и отставание, с которым сейчас сталкивается Америка, так и должно быть.

«Исследования гиперзвука первоначально использовали [американскую] ракетную инфраструктуру, испытательные полигоны, заводы и проектировщиков», — отмечает Киркендалл. «Работы по ракетам никогда не останавливались. Что изменилось, так это то, что темпы [исследований] увеличились, и в результате наша инфраструктура не могла с этим справиться. Таким образом, мы полагаемся на аэродинамические трубы и испытательные полигоны, которые почти не доступны. Мы не можем позволить себе построить новую инфраструктуру и новые диапазоны, поэтому мы ищем другое решение».

Национальная тестовая инфраструктура также стареет. А отчету выпущенном в прошлом году Государственной бухгалтерской службой, указывалось, что 14 из 26 аэродинамических труб Министерства обороны США, НАСА и Министерства энергетики, способных поддерживать гиперзвуковые исследования, были построены в 1970-х годах. В настоящее время строятся новые частные аэродинамические трубы. университет Пердью и в других местах, но их стоимость высока, а до завершения еще далеко.

Более того, наземные и лабораторные испытательные установки не могут дать того понимания, которое могут дать настоящие летающие гиперзвуковые аппараты со специальной полезной нагрузкой. Заезды в гиперзвуковой аэродинамической трубе короткие, самые длинные длятся считанные секунды. Датчики и контрольно-измерительные приборы, которые можно разместить в туннелях или на объектах испытаний, ограничены, что обычно позволяет получать «моментальные снимки» данных, а не более длительные потоки информации.

Те небольшие летные испытания, которые были проведены с ракетами и несколькими гиперзвуковыми транспортными средствами, также ограничены проблемами с датчиками, телеметрией и дальностью полета. Лишь немногие гиперзвуковые летательные аппараты многоразовые с большими интервалами между полетами. Большинство приводнено в океане, где восстановление затруднено или невозможно.

До прихода в DIU Киркендалл руководил программой воздействия ядерного оружия в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса. Он сравнивает очевидную неспособность тестировать и измерять ядерные взрывные устройства с проблемой гиперзвука и напоминает нам, что эксперименты в лаборатории или смоделированные полеты не всегда точно «масштабируются».

«Не хватает промежуточного шага. Нам нужны аэродинамические трубы, они очень важны. Нужны полные верные летные испытания оружия. Но посередине целая дыра; не полностью интегрированные технологии для конкретных тестов, которые могут снизить риск. Это то, что мы пытаемся решить».

Запрос информации HyCAT от DIU (RFI) призывал к «интересующим возможностям», включая:

• Минимальный трехминутный полет в соответствующих условиях гиперзвуковых испытаний с почти постоянными условиями полета и динамическим давлением не менее 1,000 фунтов на квадратный фут.
• Способен пройти сертификацию для работы на полигонах летных испытаний в США или союзных странах в соответствии с существующими правилами безопасности летных испытаний.
• Суммарная экспериментальная грузоподъемность не менее 20 фунтов с возможностью размещения полезной нагрузки на электричестве.

Есть ряд частных компаний, целью которых является разработка гиперзвуковых коммерческих пассажирских и грузовых самолетов к какому-то туманному будущему. Возможно, самой известной из них является Hermeus, фирма из Атланты, о которой я рассказывал. предварительно которая уже привлекла финансирование AFWERX ВВС США для разработки четвертьмасштабной гиперзвуковой летно-испытательной машины с полезной нагрузкой под названием «Квотерхорсна пути к созданию гиперзвукового авиалайнера, предположительно для президентского использования.

«Эти тестовые изделия в четверть и в половину шкалы могут помочь Министерству обороны», — утверждает Киркендалл. «Нам не нужен полностью зрелый гиперзвуковой пассажирский самолет для испытаний гиперзвука».

Квотерхорс имеет преимущество как в том, что он находится на пороге реального полета, так и в том, что его можно использовать повторно. Последний элемент имеет решающее значение, говорит Киркендалл, и не только из соображений стоимости. «Повторное использование является ключом к увеличению частоты тестов и пониманию того, что только что произошло в тесте».

Понимая, «что только что произошло» в ходе испытания, Киркендалл намекает на своего рода криминалистический подход к гиперзвуковым исследованиям. Изучение летно-испытательного аппарата и его полезной нагрузки после полета может обойти некоторые ограничения на сбор данных и телеметрию, связанные с гиперзвуковыми испытаниями.

Стоит отметить, что DIU не просто запрашивает прототип гиперзвукового испытательного самолета. Он также ищет более совершенные системы регистрации и измерения полетов, включая технологии метрологии верхних слоев атмосферы и космического базирования. DIU уже привнес некоторые возможности, присуждение Стратосферные аэростаты Raven Aerostar компании Aerostar Technical Solutions в прошлом году заключили контракт на интеграцию системы связи и датчиков. Киркендалл и другие сотрудники DIU также уделяют особое внимание работе с существующими активами Министерства обороны США, такими как Глобальный ястреб беспилотники, которые ВВС перепрофилируют для сбора данных о гиперзвуковой дальности.

«Мы думаем, что увидим множество новаторских подходов к получению данных от гиперзвуковых испытательных аппаратов, о которых мы не думали, будь то космический, воздушный шар или что-то еще», — говорит майор Райан Вид (ВВС США), директор Космический портфель DIU. Есть надежда, что эти инновационные идеи будут исходить и от международных компаний.

DIU специально открыл HyCAT для иностранных фирм, чтобы ускорить исследования. «Мы хотим, чтобы эти люди подали заявки», — подтверждает Киркендалл. Он предвидит выступления компаний из альянса «Пять глаз» (Австралия, Канада, Новая Зеландия, Великобритания и США), а также Германии, Франции и Японии.

Откуда бы ни поступали ответы, они нуждаются в тщательной проверке. DIU проводит комплексную проверку в обычном порядке, но нечеткий характер невоенной индустрии гиперзвуковых самолетов, которая, как и секторы UAM и сверхзвукового воздушного транспорта, еще не произвела товарную продукцию, может потребовать дополнительных усилий.

Киркендалл и майор Рид (летчик-испытатель ВВС США) являются экспертами в своих областях и подчеркивают, что DIU поддерживает высокие требования к оценке технической осуществимости. «В DIU дело не только в технической возможности», — добавляет Рид. «Это также здоровье компании [партнера]. Может ли эта компания предоставить технологии, которые у них есть?»

Учитывая чрезмерный поток частных денег в аналогичные компании в пространстве UAM, у потенциальных разработчиков гиперзвуковых самолетов действительно может быть более здоровый баланс, чем потенциал разработки продукта. Но многогранный подход DIU к оценке кандидатов HyCAT должен отделить сорняки от плевел, говорят его директора.

Майор Рид отмечает, что они делают это преднамеренно, чтобы не «мешать прогрессу компании в создании собственных продуктов». Он полагает, что единственный способ добиться успеха для HyCAT — сосредоточиться на решениях, для которых защита не является основным приложением.

Говоря о заявках, заинтересованные подрядчики должны до этой пятницы подать заявку на HyCAT. Когда я разговаривал с Киркендаллом и Ридом на прошлой неделе, они получили лишь несколько предложений. «Вы никогда не увидите, чтобы что-то сдали до последней горькой минуты», — уверяет Киркендалл. DIU ожидает «несколько десятков» ответов.

Если они действительно появятся в большом количестве, частные деньги, стоящие за ними, могут поставить крест на старой шутке о гиперзвуке как «оружии будущего» за последние 60 лет.