يهدف نهج "المال الخاص" لوحدة الابتكار الدفاعية إلى إنتاج طائرات اختبار تفوق سرعتها سرعة الصوت قابلة لإعادة الاستخدام بسرعة

السرعة الفائقة في درجات الحرارة المرتفعة ليست الشيء الوحيد الذي يجعل البحث عن سرعات تفوق سرعة الصوت أمرًا صعبًا. قلة البنية التحتية للاختبار ، من أنفاق الرياح إلى طائرات اختبار الطيران الفعلية ، تقيد البحث. تراهن وحدة الابتكار الدفاعي على أن أفكار القطاع الخاص ورأس مال القطاع الخاص يمكن أن يجعل الأمور تسير بشكل أسرع.

• وحدة ابتكار الدفاع (DIU) هو في الأساس مسرع تبني التكنولوجيا التجارية الداخلية للبنتاغون. يعمل به مزيج من الخبراء النشطين في القطاع العسكري والتكنولوجي ، ويسعى إلى الحصول على حلول تجارية في الباب ، وتوسيع نطاقها ، وتطبيقها على مشاكل وزارة الدفاع.

حافظة تقنيات الفضاء الإلكتروني والاستقلالية والفضاء تمكنت DIU من الانتقال إلى الجيش دليل على بعض النجاح. بناءً على وعود الشركات الخاصة غير التقليدية بتحقيق أرباح ، تظهر هذه الحلول وتطور دوائر دفاعية خارجية مع حل بديل للمشكلات وسرعة لا يمكن للحكومة أن تضاهيها. هذا ما تأمل وحدة الاستخبارات العسكرية في الاستفادة منه لتحريك انتشار الأجهزة العسكرية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت إلى الأمام.

يقول باري كيركيندال ، المدير الفني للفضاء في DIU: "نحن نعلم أن الأموال الخاصة تُستخدم لبناء وسائل نقل (تجارية) تفوق سرعة الصوت للركاب والبضائع". قبل خمس أو عشر سنوات ، لم يكن هذا هو الحال ، لكنه الآن. نريد الاستفادة من هذا الاستثمار الخاص ، تلك الشركات لصالح وزارة الدفاع ".

وبناءً على ذلك ، أطلقت DIU مبادرة تسمى HyCAT (قدرات اختبار تفوق سرعة الصوت والإيقاع العالي المحمولة جواً). وهي تبحث عن شركاء تجاريين لإثبات نموذج أولي لطائرة تجريبية يمكنها الطيران والمناورة بسرعة أكبر من 5 ماخ ، وتحمل حمولتين تجريبيتين ، والقيام برحلات "طويلة التحمل" ، والتقاط بيانات الأداء أثناء الرحلة. سيتعين على المقاولين المحتملين السفر في غضون 12 إلى 24 شهرًا.

وفقًا لمعايير البحث التي تفوق سرعة الصوت ، إنها نافذة قصيرة. ولكن بالنظر إلى الطلب على الاختبارات التي تفوق سرعة الصوت والتأخر الذي تواجهه أمريكا الآن ، يجب أن يكون كذلك.

يلاحظ كيركيندال: "استفادت أبحاث Hypersonics في البداية من البنية التحتية للصواريخ [الأمريكية] ، ونطاقات الاختبار ، والمصانع ، ورجال التصميم". "عمل الصاروخ لم يتباطأ أبدًا. ما تغير هو زيادة وتيرة [البحث] ونتيجة لذلك لم تتمكن بنيتنا التحتية من التعامل معها. لذلك نجد أنفسنا نعتمد على أنفاق الرياح ونطاقات الاختبار التي لا تكاد تتوفر. لا يمكننا تحمل تكلفة بناء بنية تحتية جديدة ونطاقات جديدة ، لذلك نحن نبحث عن حل آخر ".

البنية التحتية للاختبارات الوطنية تتقادم أيضًا. أ تقرير صدر العام الماضي عن مكتب المحاسبة الحكومية أشار إلى أن 14 من 26 أنفاقًا للرياح تابعة لوزارة الدفاع ووكالة ناسا ووزارة الطاقة قادرة على دعم الأبحاث التي تفوق سرعتها سرعة الصوت تم بناؤها في السبعينيات. مرافق جديدة لأنفاق الرياح التابعة للقطاع الخاص قيد الإنشاء في جامعة بوردو وفي أماكن أخرى ، لكن تكلفتها مرتفعة وسنوات إتمامها بعيدة.

علاوة على ذلك ، لا يمكن لمرافق الاختبارات الأرضية والمخبرية تقديم الرؤى التي يمكن للمركبات الطائرة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت الفعلية ذات الحمولات الصافية المصممة لهذا الغرض. إن مسارات نفق الرياح التي تفوق سرعتها سرعة الصوت قصيرة ، وتدوم أطولها بضع ثوان. أجهزة الاستشعار والأجهزة التي يمكن وضعها في الأنفاق أو في أدوات الاختبار محدودة ، مما يسمح عمومًا "بلقطات" البيانات بدلاً من التدفقات الأطول للمعلومات.

ما تم إجراؤه من اختبارات الطيران الصغيرة باستخدام الصواريخ وحفنة من المركبات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت محدودة بالمثل بواسطة أجهزة الاستشعار والقياس عن بُعد وتحديات المدى. يمكن إعادة استخدام عدد قليل فقط من مركبات الطيران التي تفوق سرعتها سرعة الصوت مع فترات طويلة بين الرحلات. تتساقط الغالبية في المحيط حيث يصعب التعافي.

قبل انضمامه إلى DIU ، أدار كيركيندال برنامج تأثيرات الأسلحة النووية في مختبر لورانس ليفرمور الوطني. يقارن عدم القدرة الواضحة على اختبار الأجهزة المتفجرة النووية وتجهيزها بالتحدي المتمثل في تفوق سرعة الصوت ويذكرنا بأن التجارب في المختبر أو إعدادات الطيران المحاكاة لا "تحجيم" دائمًا بدقة.

"هناك خطوة وسيطة مفقودة. نحن بحاجة إلى أنفاق الرياح ، فهي بالغة الأهمية. نحن بحاجة إلى اختبار طيران كامل الدقة للأسلحة. لكن هناك فجوة كاملة في المنتصف ؛ التقنيات الخاصة بالاختبار التي لم يتم دمجها بشكل كامل والتي قد تقلل من المخاطر. هذا ما نحاول معالجته ".

طلب HyCAT الخاص بشركة DIU للمعلومات (RFI) ، والذي دعا إلى "إمكانات الاهتمام" بما في ذلك:

• رحلة طيران مدتها ثلاث دقائق كحد أدنى في بيئة اختبار تفوق سرعة الصوت ذات صلة مع ظروف طيران شبه ثابتة ، وضغط ديناميكي لا يقل عن 1,000 رطل لكل قدم مربع.
• قادرة على الحصول على شهادة للعمل في الولايات المتحدة أو نطاقات اختبار الطيران الحليفة بموجب لوائح سلامة اختبارات الطيران الحالية.
• إجمالي سعة الحمولة التجريبية لا يقل عن 20 جنيهاً مع الإقامة للحمولة الكهربائية الصافية.

هناك عدد من شركات القطاع الخاص التي تهدف إلى تطوير طائرات الركاب والبضائع التجارية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت بحلول تاريخ مستقبلي ضبابي. ربما كان أشهرها شركة Hermeus ، وهي شركة مقرها أتلانتا قمت بتغطيتها سابقا التي استفادت بالفعل من تمويل AFWERX للقوات الجوية الأمريكية لتطوير مركبة اختبار طيران تفوق سرعة الصوت تحمل حمولة ربع نطاق تسمى "ربع حصان"في طريقها لصنع طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت ، للاستخدام الرئاسي المفترض.

يؤكد كيركيندال أن "مقالات الاختبار ربع ونصف المقياس تلك هي شيء يمكن أن يساعد وزارة الدفاع". "لا نحتاج إلى طائرة ركاب ناضجة تفوق سرعتها سرعة الصوت لاختبار سرعة الصوت."

تتمتع شركة كوارتر هورس بميزة في كونها على أعتاب رحلة فعلية وقابلة لإعادة الاستخدام. يقول كيركيندال إن العنصر الأخير مهم ، ليس فقط لاعتبارات التكلفة. "إعادة الاستخدام هي المفتاح لزيادة إيقاع الاختبار وفهم ما حدث للتو في الاختبار."

من خلال فهم "ما حدث للتو" في الاختبار ، يلمح كيركيندال إلى نوع من نهج الطب الشرعي لأبحاث تفوق سرعة الصوت. يمكن أن يؤدي فحص مركبة اختبار الطيران وحمولتها بعد الرحلة إلى التحايل على بعض حدود جمع البيانات والقياس عن بُعد المرتبطة باختبار فرط الصوت.

تجدر الإشارة إلى أن DIU لا تطلب فقط نموذجًا أوليًا لطائرة اختبار تفوق سرعتها سرعة الصوت. كما أنها تبحث عن أنظمة تسجيل وقياس أفضل للرحلات الجوية بما في ذلك تقنيات القياس في الغلاف الجوي العلوي والفضائي. لقد جلبت DIU بالفعل بعض القدرات إلى الحظيرة ، منح أبرمت بالونات Raven Aerostar الستراتوسفيرية من Aerostar Technical Solutions عقدًا لتكامل حمولة الاتصالات وأجهزة الاستشعار العام الماضي. يؤكد Kirkendall وآخرون في DIU أيضًا على العمل مع أصول DoD الحالية مثل غلوبال هوك الطائرات بدون طيار التي يعيد سلاح الجو استخدامها لجمع بيانات النطاق فوق الصوتي.

يقول الرائد رايان ويد (USAF) ، مدير محفظة مساحة DIU. هذه الأفكار المبتكرة ، نأمل أن تأتي من الشركات العالمية أيضًا.

فتحت DIU عن قصد HyCAT للشركات الأجنبية لزيادة سرعة البحث. يؤكد كيركيندال: "نريد أن يتقدم هؤلاء الأشخاص". إنه يتوقع عروض من شركات من تحالف "العيون الخمسة" (أستراليا وكندا ونيوزيلندا والمملكة المتحدة والولايات المتحدة) بالإضافة إلى ألمانيا وفرنسا واليابان.

أينما تأتي الردود ، سيحتاجون إلى فحص شامل. تقوم DIU بالعناية الواجبة كمسألة روتينية ولكن الطبيعة الغامضة لصناعة الطائرات غير الدفاعية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت - والتي لم تنتج بعد منتجات قابلة للتسويق مثل UAM وقطاعات النقل الجوي الأسرع من الصوت - قد تتطلب مجهودًا إضافيًا.

كيركيندال ومايجور ريد (رائد اختبار USAF) كلاهما خبير في مجالات تخصصهما ويشددان على أن DIU تحتفظ بمتطلبات عالية لتقييم الجدوى الفنية. ويضيف ريد: "في DIU ، لا يتعلق الأمر فقط بالجدوى الفنية". "إنها أيضًا صحة الشركة [الشريكة]. هل يمكن لهذه الشركة تقديم التكنولوجيا المتوفرة لديها؟ "

نظرًا للتدفق المفرط للأموال الخاصة إلى الشركات المماثلة في مساحة UAM ، قد يكون لدى مطوري الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت بالفعل ميزانية عمومية أكثر صحة من إمكانات تطوير المنتج. لكن مديري DIU يقولون إن نهج DIU متعدد الأوجه لتقييم مرشحي HyCAT يجب أن يفصل الحشيش عن القشر.

يشير الرائد ريد إلى أنهم يفعلون ذلك بطريقة متعمدة حتى لا "يعيقوا طريق تقدم الشركة نحو منتجاتهم الخاصة". ويرى أن الطريقة الوحيدة لنجاح HyCAT هي التركيز على الحلول التي لا يكون الدفاع فيها التطبيق الأساسي.

عند الحديث عن التطبيقات ، أمام المقاولين المهتمين حتى يوم الجمعة لتقديم عروضهم لـ HyCAT. عندما تحدثت مع كيركيندال وريد الأسبوع الماضي ، لم يتلقوا سوى عدد قليل من المقترحات. يؤكد كيركيندال: "لن ترى أي شيء قد تحول حتى اللحظة الأخيرة المريرة". DIU تتوقع "بضع عشرات" الردود.

إذا جاءوا بالأرقام ، فقد تدفع الأموال الخاصة التي تقف وراءهم للنكتة القديمة حول كون فروق الصوت هو "سلاح المستقبل" على مدار الستين عامًا الماضية.