Ang Pamamaraan ng 'Pribadong Pera' ng Defense Innovation Unit ay naglalayong Gumawa ng Reusable Hypersonic Test na Sasakyang Mabilis

Ang napakabilis na bilis sa nagliliyab na temperatura ay hindi lamang ang bagay na nagpapahirap sa pagsasaliksik ng hypersonics. Masyadong maliit na imprastraktura ng pagsubok, mula sa mga wind tunnel hanggang sa aktwal na flight test aircraft, ay pumipigil sa pananaliksik. Ang Defense Innovation Unit ay tumataya sa mga ideya ng pribadong sektor at ang kapital ng pribadong sektor ay maaaring gawing mas mabilis ang mga bagay-bagay.

Ang Yunit ng Pagbabago ng Depensa (DIU) ay mahalagang in-house na komersyal na teknolohiya sa pag-aampon ng accelerator ng Pentagon. May staff ng isang halo ng mga aktibong eksperto sa sektor ng militar at teknolohiya, hinahangad nitong makakuha ng mga komersyal na solusyon sa pintuan, pinaliit, at inilapat sa mga problema sa DoD.

Ang portfolio ng cyber, autonomy at mga teknolohiya sa espasyo na nagawa ng DIU na lumipat sa militar ay katibayan ng ilang tagumpay. Itinayo sa pangako ng tubo na darating ng mga hindi tradisyunal na pribadong kumpanya, ang mga solusyong ito ay lumilitaw at bubuo sa labas ng mga grupo ng depensa na may alternatibong paglutas ng problema at bilis na hindi matutumbasan ng gobyerno. Iyan ang inaasahan ng DIU na i-tap para isulong ang pag-deploy ng hypersonics ng militar.

"Alam namin na ang pribadong pera ay ginagamit upang bumuo ng [komersyal] hypersonic na transportasyon para sa mga pasahero at kargamento," sabi ni Barry Kirkendall, teknikal na direktor ng DIU para sa espasyo. “Lima o sampung taon na ang nakalilipas, hindi iyon ang kaso, ngunit ngayon. Nais naming gamitin ang pribadong pamumuhunan, ang mga kumpanyang iyon para sa Department of Defense.

Alinsunod dito, naglunsad ang DIU ng isang inisyatiba na tinatawag na HyCAT (Hypersonic and High-Cadence Airborne Testing Capabilities). Naghahanap ito ng mga komersyal na kasosyo na magpakita ng isang prototype na pansubok na sasakyang panghimpapawid na maaaring lumipad at magmaniobra nang higit sa Mach 5, magdala ng dalawang pang-eksperimentong kargamento, magsagawa ng mga flight na "mahaba ang tibay", at kumuha ng data ng pagganap sa paglipad. Ang mga potensyal na kontratista ay kailangang lumipad sa loob ng 12 hanggang 24 na buwan.

Sa pamamagitan ng hypersonic na mga pamantayan sa pananaliksik, ito ay isang maikling window. Ngunit dahil sa pangangailangan para sa hypersonic na pagsubok at ang backlog na kinakaharap ngayon ng America, ito ay dapat.

"Ang pagsasaliksik ng Hypersonics sa una ay ginamit ang imprastraktura ng missile ng [US], ang mga saklaw ng pagsubok, mga pabrika at mga taong nagdidisenyo," ang sabi ni Kirkendall. "Ang paggawa ng misil ay hindi kailanman bumagal. Ang nagbago ay tumaas ang tempo ng [pananaliksik] at bilang resulta ay hindi ito kinaya ng ating imprastraktura. Kaya nalaman namin ang aming sarili na nakasandal sa mga wind tunnel at mga hanay ng pagsubok na halos walang anumang magagamit. Hindi namin kayang magtayo ng bagong imprastraktura at bagong hanay kaya naghahanap kami ng ibang solusyon.”

Ang imprastraktura ng pambansang pagsubok ay tumatanda na rin. A ulat na inisyu noong nakaraang taon ng Governmental Accounting Office na itinuro na 14 sa 26 DoD, NASA at Energy Department wind tunnels na may kakayahang suportahan ang hypersonic na pananaliksik ay itinayo noong 1970s. Ang mga bagong private-sector wind tunnel facility ay itinatayo sa Purdue University at sa ibang lugar ngunit ang kanilang gastos ay mataas at makumpleto ilang taon pa.

Higit pa rito, ang mga pasilidad ng pagsubok sa lupa at laboratoryo ay hindi makapagbibigay ng mga insight na kayang gawin ng mga aktwal na lumilipad na hypersonic na sasakyan na may layuning binuo na mga payload. Ang hypersonic wind tunnel run ay maikli, ang pinakamatagal ay tumatagal ng ilang segundo. Ang mga sensor at instrumentation na maaaring ilagay sa mga tunnel o sa mga pansubok na artikulo ay limitado, sa pangkalahatan ay nagbibigay-daan para sa "mga snapshot" ng data sa halip na mas mahabang daloy ng impormasyon.

Ang maliit na pagsubok sa paglipad ay ginawa gamit ang mga missiles at isang maliit na bilang ng mga hypersonic na sasakyan ay nalilimitahan din ng mga hamon ng sensor, telemetry at range. Ilang hypersonic flight vehicle lang ang magagamit muli na may mahabang pagitan sa pagitan ng mga flight. Ang karamihan ay tumalsik sa karagatan kung saan mahirap na imposible ang pagbawi.

Bago sumali sa DIU, pinatakbo ni Kirkendall ang programa sa epekto ng mga sandatang nuklear sa Lawrence Livermore National Laboratory. Inihahambing niya ang halatang kawalan ng kakayahan na subukan at i-instrumento ang mga nuclear explosive device sa hamon ng hypersonics at ipinapaalala niya sa amin na ang mga eksperimento sa laboratoryo o simulate na mga setting ng flight ay hindi palaging "nagsusukat" nang tumpak.

“May nawawalang intermediate step. Kailangan natin ang wind tunnels, kritikal sila. Kailangan namin ang buong fidelity flight test ng mga armas. Ngunit mayroong isang buong puwang sa gitna; mga teknolohiyang partikular sa pagsubok na hindi ganap na isinama na maaaring mabawasan ang panganib. Iyan ang sinusubukan naming tugunan.”

Ang HyCAT request for information (RFI) ng DIU, ay nanawagan para sa “mga kakayahan ng interes” kasama ang:

• Tatlong minutong minimum na paglipad sa isang nauugnay na kapaligiran ng pagsubok ng hypersonic na may halos pare-parehong kondisyon ng paglipad, na hindi bababa sa 1,000 pounds-per-square foot dynamic na presyon.
• May kakayahang ma-certify na gumana sa US o magkakatulad na hanay ng pagsubok sa paglipad sa ilalim ng mga kasalukuyang regulasyon sa kaligtasan ng pagsubok sa paglipad.
• Kabuuang pang-eksperimentong kapasidad ng kargamento na hindi bababa sa 20 pounds na may tirahan para sa kargamento ng kuryente.

Mayroong ilang mga kumpanya ng pribadong sektor na ang layunin ay bumuo ng hypersonic na komersyal na pasahero at cargo na sasakyang panghimpapawid sa ilang malabong petsa sa hinaharap. Marahil ang pinakakilala ay si Hermeus, isang kumpanyang nakabase sa Atlanta na nasasakupan ko dati na nakakuha na ng pondo ng US Air Force AFWERX para bumuo ng quarter-scale, payload-carrying hypersonic flight test vehicle na tinatawag na "Quarterhorse” patungo sa paggawa ng hypersonic airliner, na malamang para sa presidential use.

"Ang mga quarter at kalahating sukat na mga artikulo sa pagsubok ay isang bagay na makakatulong sa DoD," pagpapatibay ni Kirkendall. "Hindi namin kailangan ng isang ganap na mature na hypersonic na pampasaherong eroplano upang subukan ang hypersonics."

Ang Quarterhorse ay may leg-up sa pagiging pareho sa cusp ng aktwal na paglipad at pagiging magagamit muli. Ang huling elemento ay napakahalagang sabi ni Kirkendall, hindi lamang para sa mga pagsasaalang-alang sa gastos. "Ang muling paggamit ay susi sa pagtaas ng ritmo ng pagsubok at pag-unawa sa kung ano ang nangyari sa isang pagsubok."

Sa pamamagitan ng pag-unawa sa "kung ano ang nangyari" sa isang pagsubok, ang Kirkendall ay tumutukoy sa isang uri ng forensic na diskarte sa hypersonic na pananaliksik. Ang pagsusuri sa flight test na sasakyan at ang payload nito pagkatapos ng paglipad ay maaaring makaiwas sa ilan sa mga limitasyon sa pagkolekta ng data at telemetry na nauugnay sa hypersonic na pagsubok.

Ito ay nagkakahalaga ng pagturo na ang DIU ay hindi lamang humihingi ng prototype hypersonic test aircraft. Naghahanap din ito ng mas mahusay na pag-record ng flight at mga sistema ng pagsukat kabilang ang mga teknolohiyang metrology sa itaas na atmospera at nakabatay sa espasyo. Ang DIU ay nagdala na ng ilang kakayahan sa fold, pagbibigay ng parangal Aerostar Technical Solutions' Raven Aerostar stratospheric balloons isang kontrata para sa mga komunikasyon at sensor payload integration noong nakaraang taon. Binibigyang-diin din ni Kirkendall at ng iba pa sa DIU ang pagtatrabaho sa mga kasalukuyang asset ng DoD tulad ng Global Hawk mga drone na muling nilalayon ng Air Force para sa pagkolekta ng data ng hypersonic range.

"Sa tingin namin ay makakakita kami ng maraming makabagong diskarte sa pagkuha ng data mula sa isang hypersonic test vehicle na hindi namin naisip kung space-based, balloon-based o iba pa," sabi ni Major Ryan Weed (USAF), direktor ng Portfolio ng espasyo ng DIU. Ang mga makabagong ideya na iyon, inaasahan na magmumula rin sa mga internasyonal na kumpanya.

Sadyang binuksan ng DIU ang HyCAT sa mga dayuhang kumpanya para mas mapabilis ang pagsasaliksik. "Gusto naming mag-aplay ang mga taong iyon," kumpirma ni Kirkendall. Nahuhulaan niya ang mga pitch mula sa mga kumpanya mula sa "Five Eyes" alliance (Australia, Canada, New Zealand, United Kingdom at US) kasama ang Germany, France at Japan.

Saan man nanggaling ang mga tugon, kakailanganin nila ng masusing pagsusuri. Ang DIU ay gumagawa ng angkop na pagsusumikap bilang isang bagay ng nakagawiang ngunit ang malabo na katangian ng hindi-pagtatanggol na industriya ng sasakyang panghimpapawid na hindi nagtatanggol - na tulad ng UAM at mga supersonic na sektor ng transportasyon ng hangin ay hindi pa nakakagawa ng mga mabibiling produkto - ay maaaring mangailangan ng dagdag na pagsisikap.

Sina Kirkendall at Major Reed (isang USAF test pilot) ay parehong dalubhasa sa kani-kanilang mga lugar at binibigyang-diin na ang DIU ay nagpapanatili ng mataas na kinakailangan para sa mga teknikal na pagtatasa ng pagiging posible. "Sa DIU hindi lang ang teknikal na posibilidad," dagdag ni Reed. “Ito rin ang kalusugan ng [kasosyo] kumpanya. Maihahatid ba ng kumpanyang iyon ang teknolohiyang mayroon sila?"

Dahil sa labis na labis na daloy ng pribadong pera sa mga katulad na kumpanya sa espasyo ng UAM, ang mga potensyal na hypersonic na mga developer ng sasakyang panghimpapawid ay maaaring magkaroon ng mas malusog na balanse kaysa sa potensyal ng pagbuo ng produkto. Ngunit ang multi-faceted na diskarte ng DIU sa pagtatasa ng mga kandidato ng HyCAT ay dapat paghiwalayin ang damo mula sa ipa, sabi ng mga direktor nito.

Tinukoy ni Major Reed na ginagawa nila ito sa sadyang paraan upang hindi “makahadlang sa pag-unlad ng kumpanya patungo sa kanilang sariling mga produkto” Ipinipinyon niya na ang tanging paraan para maging matagumpay ang HyCAT ay ang pagtutuon ng pansin sa mga solusyon kung saan ang pagtatanggol ay hindi ang pangunahing aplikasyon.

Sa pagsasalita tungkol sa mga aplikasyon, ang mga interesadong kontratista ay may hanggang ngayong Biyernes para gawin ang kanilang mga pitch para sa HyCAT. Nang makausap ko sina Kirkendall at Reed noong nakaraang linggo, kakaunti lang ang kanilang natanggap na mga panukala. "Wala kang makikitang anumang bagay na pumasok hanggang sa mapait na huling minuto," tiniyak ni Kirkendall. Inaasahan ng DIU ang "ilang dosenang" tugon.

Kung sila ay dumating sa mga numero, ang pribadong pera sa likod ng mga ito ay maaaring ilagay na binayaran sa lumang biro tungkol sa hypersonics na ang "armas ng hinaharap" para sa huling 60 taon.