גישת 'כסף פרטי' של יחידת החדשנות הביטחונית שואפת לייצר מטוסי ניסוי היפרסוניים ניתנים לשימוש חוזר במהירות

מהירות בוערת בטמפרטורות יוקדות היא לא הדבר היחיד שמקשה על מחקר היפרסוניקה. מעט מדי תשתית ניסויים, ממנהרות רוח ועד למטוסי ניסוי טיסה בפועל, מגבילה את המחקר. היחידה לחדשנות בהגנה מהמרת על רעיונות מהמגזר הפרטי והון במגזר הפרטי יכול לגרום לדברים לקרות מהר יותר.

השמיים יחידת חדשנות ביטחונית (DIU) הוא בעצם מאיץ אימוץ הטכנולוגיה המסחרית של הפנטגון. היא מאוישת על ידי שילוב של מומחים פעילים במגזר הצבאי והמגזר הטכנולוגי, היא מבקשת לקבל פתרונות מסחריים בפתח, מותאמים ויישומים בבעיות DoD.

הפורטפוליו של טכנולוגיות סייבר, אוטונומיה וחלל ש-DIU הצליח לעבור לצבא הוא עדות להצלחה מסוימת. הפתרונות הללו, המבוססים על הבטחה לרווחים עתידיים של חברות פרטיות לא מסורתיות, צצים ומפתחים מעגלי הגנה חיצוניים עם פתרון בעיות חלופי וקצב שהממשלה לא יכולה להשתוות אליהם. זה מה ש-DIU מקווה לנצל כדי לקדם את פריסת ההיפרסוניקה הצבאית.

"אנחנו יודעים שמשתמשים בכסף פרטי לבניית הובלות היפרסוניות [מסחריות] עבור נוסעים ומטענים", אומר בארי קירקנדל, המנהל הטכני של DIU לחלל. "לפני חמש או עשר שנים זה לא היה המצב, אבל זה המצב עכשיו. אנחנו רוצים למנף את ההשקעה הפרטית הזו, החברות האלה עבור משרד ההגנה".

בהתאם לכך, DIU השיקה יוזמה בשם HyCAT (יכולות בדיקות אוויריות מועילות היפרסונליות ו-High-Cadence). היא מחפשת שותפים מסחריים כדי להדגים אב טיפוס של מטוס ניסוי שיכול לטוס ולתמרן במהירות גבוהה מ-5 מאך, לשאת שני מטענים ניסיוניים, לבצע טיסות "לאורך זמן" וללכוד נתוני ביצועים בטיסה. קבלנים פוטנציאליים יצטרכו לטוס בתוך 12 עד 24 חודשים.

לפי סטנדרטים של מחקר היפרסוני זה חלון קצר. אבל בהתחשב בביקוש לבדיקות היפר-קוליות והצבר שעומד בפני אמריקה כעת, זה חייב להיות.

"מחקר היפרסוניקה מינפ בתחילה את תשתית הטילים [ארה"ב], את טווחי הניסויים, המפעלים ואנשי התכנון", מציין קירקנדל. "עבודת הטילים מעולם לא האטה. מה שהשתנה הוא שהקצב [המחקר] גדל וכתוצאה מכך התשתית שלנו לא יכלה להתמודד עם זה. אז אנחנו מוצאים את עצמנו נשענים על מנהרות רוח וטווחי בדיקה שאין להם כמעט זמינות. אנחנו לא יכולים להרשות לעצמנו לבנות תשתית חדשה וטווחים חדשים אז אנחנו מחפשים פתרון אחר”.

גם תשתית המבחנים הלאומית מזדקנת. א לדווח שפורסם בשנה שעברה על ידי משרד החשבונאות הממשלתי, הצביע על כך ש-14 מתוך 26 מנהרות הרוח של DoD, NASA ומחלקת האנרגיה המסוגלות לתמוך במחקר היפרסוני נבנו בשנות ה-1970. מתקני מנהרות רוח חדשים במגזר הפרטי נמצאים בבנייה ב אוניברסיטת Purdue ובמקומות אחרים אבל העלות שלהם גבוהה וההשלמה עוד שנים.

יתרה מכך, מתקני בדיקה קרקעיים ומעבדות אינם יכולים להניב את התובנות שיכולות להעיף כלי רכב היפרסוניים עם מטענים ייעודיים. ריצות מנהרות רוח היפרסוניות הן קצרות, הארוך ביותר נמשך שניות. החיישנים והמכשור שניתן למקם במנהרות או על פריטי בדיקה מוגבלים, ובדרך כלל מאפשרים "תצלומי מצב" נתונים במקום זרימות ארוכות יותר של מידע.

מעט ניסויי הטיסה שנעשו עם טילים וקומץ כלי רכב היפרסוניים מוגבל באופן דומה על ידי אתגרי חיישן, טלמטריה וטווח. רק כמה רכבי טיסה היפרסוניים ניתנים לשימוש חוזר עם מרווחים ארוכים בין טיסות. הרוב מתיז בים שבו ההתאוששות קשה עד בלתי אפשרית.

לפני הצטרפותו ל-DIU, קירקנדל ניהל את תוכנית השפעות הנשק הגרעיני במעבדה הלאומית של לורנס ליברמור. הוא משווה את חוסר היכולת הברור לבדוק ולכשור מטעני חבלה גרעיניים לאתגר של היפרסוניקה ומזכיר לנו שניסויים במעבדה או בהגדרות טיסה מדומה לא תמיד "ממדים" במדויק.

"חסר שלב ביניים. אנחנו צריכים את מנהרות הרוח, הן קריטיות. אנחנו צריכים את מבחן טיסת הנאמנות המלא של הנשק. אבל יש פער שלם באמצע; טכנולוגיות ספציפיות לבדיקה שאינן משולבות במלואן שעלולות להפחית את הסיכון. לזה אנחנו מנסים לטפל".

בקשת HyCAT למידע (RFI) של DIU, קראה ל"יכולות של עניין" כולל:

• טיסה מינימלית של שלוש דקות בסביבת בדיקה היפרסונית רלוונטית עם תנאי טיסה כמעט קבועים, של לחץ דינמי של לפחות 1,000 פאונד למטר מרובע.
• מסוגל להיות מורשה לפעול בארה"ב או בטווחי ניסוי טיסה בעלות הברית תחת תקנות הבטיחות הקיימות של מבחני טיסה.
• קיבולת מטען ניסיוני הכוללת של לפחות 20 פאונד עם התאמה להספק חשמלי של מטען.

ישנן מספר חברות במגזר הפרטי שמטרתן היא לפתח מטוסי נוסעים ומטען היפרסוניים עד תאריך עתידי מעורפל. אולי הידוע ביותר הוא הרמיוס, חברה מאטלנטה שסיקרתי קוֹדֶם שכבר השתמשה במימון AFWERX של חיל האוויר האמריקני לפיתוח רכב ניסוי טיסה היפרסוני בקנה מידה רבע, נושא מטען הנקרא "רבע סוס"בדרך לייצר מטוס נוסעים היפרסוני, לכאורה לשימוש נשיאותי.

"מאמרי הבדיקה האלה בקנה מידה של רבע וחצי הם משהו שיכול לעזור ל-DoD", מאשר קירקנדל. "אנחנו לא צריכים מטוס נוסעים היפרסוני בוגר לחלוטין כדי לבדוק היפרסוניקה."

ל-quarterhorse יש יתרון בכך שהוא גם על סף הטיסה בפועל וגם בשימוש חוזר. המרכיב האחרון הוא קריטי אומר קירקנדל, לא רק משיקולי עלות. "השימוש החוזר הוא המפתח להגדלת קצב הבדיקה ולהבנת מה קרה זה עתה במבחן."

על ידי הבנת "מה בדיוק קרה" במבחן, קירקנדל רומז למעין גישה משפטית למחקר היפרסוני. בחינת רכב מבחן הטיסה והמטען שלו לאחר הטיסה יכולה לעקוף חלק ממגבלות איסוף הנתונים והטלמטריה הקשורות לבדיקות היפרסוניות.

ראוי לציין ש-DIU לא מבקש רק אב טיפוס של מטוסי ניסוי היפרסוניים. היא גם מחפשת מערכות רישום ומדידה טיסות טובות יותר, כולל טכנולוגיות מטרולוגיה מבוססות-חלל באטמוספירה העליונה. DIU כבר הביא יכולת מסוימת לקבוצה, פרס Raven Aerostar בלונים סטרטוספריים של Aerostar Technical Solutions חוזה לתקשורת ושילוב מטען חיישנים בשנה שעברה. Kirkendall ואחרים ב-DIU גם מדגישים עבודה עם נכסי DoD קיימים כמו גלובל הוק מל"טים שחיל האוויר מייעד מחדש לאיסוף נתוני טווח היפרסוני.

"אנחנו חושבים שנראה הרבה גישות חדשניות להשגת נתונים מרכב מבחן היפרסוני שלא חשבנו עליהם אם הם מבוססי חלל, מבוססי בלון או משהו אחר", אומר מייג'ור ריאן וויד (USAF), מנהל תיק החלל של DIU. הרעיונות החדשניים האלה, יש לקוות שיגיעו גם מחברות בינלאומיות.

DIU פתחה בכוונה את HyCAT לחברות זרות כדי להאיץ את המחקר. "אנחנו רוצים שהאנשים האלה יגישו מועמדות", מאשר קירקנדל. הוא צופה פיצ'רים מחברות מברית "חמש עיניים" (אוסטרליה, קנדה, ניו זילנד, בריטניה וארה"ב) בתוספת גרמניה, צרפת ויפן.

מכל מקום שמגיעות התגובות, הן יצטרכו בדיקה יסודית. DIU מבצעת בדיקת נאותות כעניין שבשגרה, אך האופי המעורפל של תעשיית המטוסים ההיפרסוניים שאינם הגנה - שכמו מגזרי ה-UAM וההובלה האווירית העל-קולית עדיין לא ייצרה מוצרים סחירים - עשוי לדרוש מאמץ נוסף.

Kirkendall ומייג'ור ריד (טייס ניסוי של ה-USAF) שניהם מומחים בתחומים שלהם ומדגישים ש-DIU שומר על דרישה גבוהה להערכות היתכנות טכניות. "ב-DIU זה לא רק ההיתכנות הטכנית", מוסיף ריד. "זו גם הבריאות של החברה [השותף]. האם החברה הזו יכולה לספק את הטכנולוגיה שיש לה?"

בהתחשב בזרימה המוגזמת מדי של כסף פרטי לחברות דומות במרחב UAM, למפתחי מטוסים היפרסוניים פוטנציאליים אכן עשוי להיות מאזן בריא יותר מפוטנציאל פיתוח מוצר. אבל הגישה הרב-צדדית של DIU להערכת מועמדי HyCAT צריכה להפריד בין הגראס למוץ, אומרים המנהלים שלה.

מייג'ור ריד מציין שהם עושים זאת בצורה מכוונת כדי לא "להפריע להתקדמות של חברה לקראת המוצרים שלהם" הוא סבור שהדרך היחידה של HyCAT להצליח היא התמקדות בפתרונות שהגנה היא לא היישום העיקרי עבורם.

אם כבר מדברים על בקשות, לקבלנים המעוניינים יש עד יום שישי הקרוב לעשות את המגרשים שלהם עבור HyCAT. כשדיברתי עם קירקנדל וריד בשבוע שעבר, הם קיבלו רק קומץ הצעות. "אתה אף פעם לא רואה שום דבר מוכנס עד הרגע האחרון המר," מבטיח קירקנדל. DIU מצפה ל"כמה עשרות" תגובות.

אם הם אכן יגיעו במספרים, הכסף הפרטי שמאחוריהם עשוי להשתלם לבדיחה הישנה על כך שההיפרסוניקה היא "נשק העתיד" ב-60 השנים האחרונות.