İnsansız avcı: aktif jet kontrolü, uçuş kontrolü için kullanılabilir
1990'lardaki Lockheed gizli savaş uçağı konsepti, NATO'nun ICE aktif jet kontrol savaş uçağının temelini oluşturdu.
NATO AVT-239 görev gücü, geçen yılın Aralık ayında İnovasyon Kontrol Faktörü'nün (ICE) beş yıllık performans değerlendirmesini tamamladı. İkinci grup olan AVT-925, yıl içinde jet uçuş kontrol teknolojisi ile uçmak amacıyla iki farklı ölçekli İHA modelini test ediyor. AFC teknolojisi, karmaşık mekanik yüksek kaldırma kanatlarının yerini almak için 1970'lerde geliştirildi, ancak gerekli motor boşaltma hava kütlesinin çok büyük olduğu belirlendi. Sadece uçuş kontrolü için jet aktüatörlerin kullanılması, gerekli hava tahliye miktarını büyük ölçüde azaltacaktır.
NATOnun bilim ve teknoloji örgütü, AFCnin gelecekteki İHAlarda nasıl kullanılması gerektiğini değerlendirmek için 2013 yılında başladı. Sonuçlar, 7-11 Ocak'ta AIAA San Diego Bilim ve Teknoloji Konferansı'nda açıklandı. AVT-239 görev gücü BAE Systems ve Lockheed Martin, ABD Hava Kuvvetleri Bilimsel Araştırma Ofisi (AFOSR), İngiliz Savunma Bilim ve Teknoloji Laboratuvarı (DSTL) ve üniversiteler ve diğer akademik kurumları içerir.
Geleceğin İHA sistemlerinin olağanüstü özellikleri arasında yüksek performans, azaltılmış karmaşıklık ve maliyet ve gelişmiş gizlilik performansı bulunmaktadır. Lockheed Martin'in kıdemli mühendisi Daniel Miller, AFC'nin ağırlığı ve hacmi azaltma ve uçağın dış kenarını mekanik yüzey boşlukları olmadan pürüzsüz ve kesintisiz hale getirme potansiyeline sahip olduğunu söyledi.
AVT-239'un amacı, temel uçağı tanımlamak, AFC uygulamak ve çeşitli entegre standartları kullanarak değerlendirmektir. AFOSR Avrupa Havacılık ve Uzay Ar-Ge Ofisi Havacılık Bilimleri Direktörü Douglas Smith şunları söyledi: "Bu sadece aerodinamik performans değil, aynı zamanda gerçekçi kısıtlamalar altında sistemle düşük gözlemlenebilirlik ve hava kullanılabilirliği elde etme yöntemidir." Temel olarak, görev ekibi iki tane kullandı. Farklı aerodinamik tasarımlar mevcuttur: Lockheed tarafından 1990'larda ABD Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı için geliştirilen, kuyruksuz 65 derecelik süpürme delta-kanat konsept avcı uçağı ICE-101; Saccon (kararlılık ve kontrol teknolojisi yapılandırması anlamına gelir), Boeing 1303 tasarımına dayanan, kuyruksuz, 53 derece süpürülmüş lamda kanatlı insansız avcı.
Yüksek sıkıştırma oranlı çift yarıklı hava üfleme, AFC teknolojisinin Saccon uçaklarında eğim, sapma ve yuvarlanma kontrolü sağlamasına olanak tanır.
AFC bileşenlerinin tasarımı tamamlandı ve geliştirildi ve temel hava aracına entegre edildi.Araç seviyesinde performans değerlendirmesi, anafor akımlarını ve rüzgarları kontrol etmek için gerekli kontrol gücünü ve gerekli tahliye hava kalitesini doğrulamak için savaş alanı aşamasına saat seviyesinde girişi gerçekleştirdi. Bu, kısa süreli sert rüzgarları önlemek için gereken en yüksek boşaltma havası talebinin motor kompresörünün dengesini etkileyip etkilemeyeceğini belirleyecektir.
Değerlendirilen diğer parametreler arasında olgunluk, entegrasyon, dört özellik (güvenilirlik, sürdürülebilirlik, ölçeklenebilirlik, ekonomi) ve teknolojinin farklı süpürme açılarına sahip diğer uçaklara kolayca taşınabileceğini belirten "çapraz platform" bulunmaktadır. karakteristik.
ICE ekibi, Lockheed Martin'in orijinal tasarımını bir "sert yüzey" kontrolörü ile benimsedi ve farklı aralıklı jet vektörü itme kombinasyonlarına sahip dört AFC konfigürasyonu geliştirdi, arka kenarda ve kanat orta bölümünün ön ucunda üfleme ve süpürme jetleri. Miller şunları söyledi: "Amaç entegrasyonu kolaylaştırmak. Uçak gövdesi zaten çok kalabalık. Savaş alanı uçuş kontrolüne girmek ve çıkmak için gereken tahliye havasını inceledik. Sonra mevcut sistemi entegre ettik ve mümkün olduğunca değiştirdik. Daha sonra (değiştirilmiş sistemin) 'dört özelliğine' odaklanıyoruz. "
Saccon ekibi ayrıca 1303 konfigürasyonunu benimsedi ve kanadın arka kenarının flap pozisyonunun içinde ve dışında Coanda etkisine dayalı sirkülasyon kontrol sistemini uyguladı.Aynı zamanda, eğimi kontrol etmek için motor egzozunda itme vektörleme jeti kullanıldı. Yenilik, transonik uçuş sırasında uçuş kontrolü için gereken hava hacmini azaltmak için süpersonik jetlerin kullanımında yatmaktadır.
Dolaşım kontrolü, yarıktan Coanda kıvrımlı yüzeye hava üflenerek sağlanır. Jet, daha fazla hava çekmek için kavisli yüzeye oturur, kanat etkisi yaratır ve kanat üzerindeki kaldırmayı değiştirir. DSTL'den Chris Harding şunları söyledi: "Önceki AFC, jet hızının serbest akış hızına oranı nedeniyle 0.8 Mach sayısında bir üfleme katsayısını korumak için büyük miktarda hava akışı gerektiriyordu."
ABD Hava Kuvvetleri Akademisi, AFC'nin kontrol gücünü ölçmek için küçültülmüş bir ICE modelini test etti.
Süpersonik üfleme, AFC sisteminde yüksek bir nozul sıkıştırma oranı (NPR) gerektirir. BAE Systems, jetin 9 sıkıştırma oranıyla yüzeye nasıl yapıştığını ve yüzeye nasıl ayrıldığını göstermek için Manchester Üniversitesi ile işbirliği yaptı. 7 ile 9 arasındaki NPR, tahliye havasının motordan sıkıştırıldığı duruma benzer olabilir, bu da sıvı kontrolü için gereken boru miktarını azaltır.
BAE Systems'da global bir mühendis olan Clyde Huasuo, "Yarık yüksekliği ve Coanda yarıçapı temel parametrelerdir." Yüksek NPR, dar yarıklar gerektirir. Sürükleme ve radar saçılma alanını en aza indirmek için 4 metrelik bir akor uzunluğu için kanadın arka kenarında geleneksel kontrole benzer bir kalınlık - 10-15 mm üretmek gerekir - yarık yüksekliği 0,5 mm, yarıçap olmalıdır 5-7 mm. Bu, üretim için zorluklar yaratır.
Jet itme vektörü için, ikincil jet, motor nozülünün üstündeki veya altındaki reaksiyon yüzeyindeki deliğe gaz enjekte edilerek gerçekleştirilir. Deliğin üst ve ortasına yerleştirilen küçük bir adımla birleştirildiğinde, 300 derece Santigrat ve Mach 0.8'deki birincil egzoz jeti, 10 dereceye kadar sapma açısı ile eğim kontrolü elde etmek için vektörleştirilebilir. BAE Systems, rota jet itme vektörünü dahil etmeyi planlıyor.
İkinci NATO görev gücü AVT-295, AFC teknolojisini test etmek için Ocak 2017'de kuruldu. Ölçeği küçültülen uçak (güvenlik için dikey kuyruk kanatları takılmış), ABD Hava Kuvvetleri Akademisi'nin ICE ve Welsh Magma uçağı da dahil olmak üzere bu yıl jet uçuş kontrolünün uygulanmasını erteledi. 1: 7 ölçekli ICE, ilk olarak 2017'de "uçuşa meydan okumak" için geleneksel kontrol yöntemini kullandı ve araştırma yapmak için Illinois Teknoloji Enstitüsü ile işbirliği yaptı. Jet modeli, kontrol gücünü ölçmek ve rüzgar tüneli test sonuçlarını doğrulamak için hava üflemek için kanat uçlarını veya arka kenarları kullanacaktır, ancak ikisini aynı anda kullanmayacaktır.
Saccon platformunu temel alan Magma, 1303 "nefret" davranışını azaltmak için kanat alanını daha kalın kanatlar ve daha yuvarlak ön kenarlarla değiştirdi. İlk uçak 2017'de geleneksel uçuş kontrolünü kullandı ve ikinci uçak (Megmar F) jet eğimi itme vektörü ve süpersonik çift yarıklı hava hacmi kontrolü kullanılarak uçuşa hazır.
BAE'nin Magma'sı, Saccon UAV prototipinin (Boeing 1303 kuyruksuz drone) bir modifikasyonudur.
AVT-239'un ICE ve daha az agresif Saccon yapılandırması için değerlendirme sonuçları benzerdir. Jet uçuş kontrolü, en azından savaş alanına girerken geleneksel uçuş kontrolünün yerini almak için kullanılabilir mi? Cevap: Evet, ancak uçuşun tüm aşamalarında uygulanamaz. Hua Suo, "Yeterli miktarda hava tahliye havası, modern motorlar için uygun olan AFC'nin gerektirdiği yeterli kontrol gücünü üretebilir. ICE% 3'ten az ve Saccon% 1.8'den az kullanıyor." AFC'nin savaş alanı aşamasına ortalama girişi Hava hacmi% 0,5 olup, yolculuk üzerinde% 1'lik "kabul edilebilir" bir etkiye sahiptir. Performans açısından kabul edilebilir.
Her iki platform için, arka kenarın sirkülasyon kontrolü daha etkilidir. ICE üzerindeki sapma itme vektörü gereklidir, ancak kanat ucu ve orta kanat ön kenar üfleme ve süpürme jeti diğer uçuş aşamaları için daha uygun olabilir. Uçak ağırlığı, boyutu ve gizliliği üzerindeki etki, savaş alanı aşamasında geleneksel uçuş kontrolörleri için AFC'yi yedek bir yedek olarak kullanmanın daha makul olduğu anlamına gelebilir. Geleneksel kontrol yüzeyi nötr bir konumu korur ve gizliliği artırmak için AFC kullanır. Temel sorun, jet uçuş kontrol sistemindeki valflerin güvenilirliğidir. Miller şunları söyledi: "AFC'nin güvenilirliğinin geleneksel uçuş kontrol sistemi ile karşılaştırılabilmesi için valfın 2 ila 2,5 kat daha güvenilir olması gerekiyor." Huasuo şunları söyledi: "Güvenilirlik sorunu, valf tasarımını geliştirerek ve daha özlü bir erişim mimarisi benimseyerek çözülebilir. . "
AFC teknolojisi, savaş alanına transonik hızda girip çıkmak için uygulanabilir ve makuldür. Gelecekteki çalışmalar, diğer görev aşamalarının yanı sıra başarısızlık ve yedek kontrol mimarilerinin değerlendirmesini genişletecektir. Aynı zamanda, tüm AFC uçaklarının hayatta kalma oranını, satın alınabilirliğini ve esnekliğini koruyun.
Kaynak: China Aviation News(Bu makale bir ağ alıntı veya yeniden basımdır, telif hakkı orijinal yazara veya yayın medyasına aittir. Çalışmanın telif hakkıyla ilgiliyseniz, lütfen bizimle iletişime geçin.)
