Hệ thống Laser công suất cao trên không của Không quân Hoa Kỳ đạt được tiến bộ quan trọng

Gần đây, Phòng thí nghiệm nghiên cứu của Lực lượng Không quân Hoa Kỳ (AFRL) đã hoàn thành thành công chuyến bay thử nghiệm khái niệm dẫn hướng chùm tia mới. Khái niệm này có thể được sử dụng với hệ thống laser năng lượng định hướng được tích hợp vào máy bay.
Nhóm, bao gồm các nhân viên từ Ban Giám đốc Hệ thống Hàng không vũ trụ của AFRL, Ban Giám đốc Năng lượng được Chỉ đạo tại Căn cứ Không quân Cortland, New Mexico và nhà thầu chính MZA Associates, được cho là đã phát triển và thử nghiệm một hướng dẫn chùm tia phụ, công suất thấp để đánh giá khả năng của các luồng khí động học khác nhau các kỹ thuật điều khiển để giảm thiểu các biến dạng quang học và cơ học liên quan đến chùm tia laze trên các nền tảng bay trên không tốc độ cao. các biến dạng quang học và cơ học liên quan đến chùm tia laze trên nền tảng bay tốc độ cao trên không.
Rudy Johnson, giám đốc chương trình HARDROC cho biết: "Bộ điều khiển chùm tia HARDROC là một bước nhảy vọt về công nghệ trong việc giảm thiểu sự suy giảm khí động học. Chuỗi thử nghiệm chuyến bay này đã chứng minh tính hiệu quả của kiểm soát dòng chảy trong việc giảm tác động khí động học của bộ điều khiển chùm tia."
Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Không quân Hoa Kỳ (AFRL ) đã phát triển hệ thống kiểm soát dòng chảy tại trung tâm của HARDROC trong vài năm. Theo Tiến sĩ Scott Sherer, lãnh đạo CFD của dự án HARDROC, "Bằng cách sử dụng các kỹ thuật mô phỏng động lực học chất lỏng tính toán tiên tiến (CFD), chúng tôi có thể giảm đáng kể hiệu ứng không khí ở tốc độ rất cao và trên một phạm vi góc rất lớn. Chúng tôi đã tận dụng hiệu quả thời gian tính toán đáng kể do Văn phòng hiện đại hóa máy tính hiệu suất cao của DoD cung cấp để xác định kỹ thuật kiểm soát luồng nào sẽ hoạt động, kỹ thuật nào đáng để theo đuổi và kỹ thuật nào không."
Phối hợp chặt chẽ với các đối tác của họ trong Ban Giám đốc Năng lượng Chỉ đạo, nhóm Ban Giám đốc Hệ thống Hàng không Vũ trụ đã dựa trên những nỗ lực trước đây trong việc phát triển hướng dẫn chùm tia để thúc đẩy hơn nữa các công nghệ được sử dụng trong dự án HARDROC.
Tiến sĩ Matthew Kemnetz, đồng điều tra viên chính về hiệu ứng không khí và kiểm soát chùm tia tại Hội đồng Năng lượng Chỉ đạo AFRL tại Căn cứ Không quân Cortland, NM cho biết: "Thúc đẩy thử nghiệm chuyến bay là một nhiệm vụ và thành tựu to lớn đối với nhóm HARDROC". các chuyến bay thử nghiệm sẽ giúp quá trình phát triển thiết bị chỉ báo chùm tia trên không tiến lên phía trước."
Mặc dù các kỹ thuật kiểm soát dòng chảy tiên tiến là trọng tâm của dự án HARDROC, nhưng việc sửa đổi các khí động học này và kết hợp chúng với quang học thực tế là rất quan trọng để chứng minh tính hiệu quả của toàn bộ hệ thống.
"Dựa trên kết quả mô phỏng tính toán và thí nghiệm trong hầm gió, chúng tôi rất tự tin rằng hệ thống kiểm soát luồng không khí sẽ hoạt động tốt. Nhưng câu hỏi lớn trong đầu chúng tôi là liệu các kỹ thuật kiểm soát luồng này có thể được sử dụng với quang học nhạy cảm cần thiết cho các thiết bị tiên tiến hay không?" hệ thống năng lượng định hướng. Và HARDROC đã nhanh chóng giải quyết vấn đề đó."
Để có được những câu trả lời đó, AFRL đã ký hợp đồng với MZA, công ty hàng đầu thế giới về lập mô hình, phân tích, thiết kế, phát triển, tích hợp và thử nghiệm laze năng lượng cao (HEL) và các hệ thống quang học tiên tiến, để thiết kế một hệ thống quy mô nhỏ có thể được sử dụng trong một đường hầm gió hoặc một chiếc máy bay.
Thiết kế cuối cùng đã được thử nghiệm trên mặt đất trong buồng môi trường và đường hầm gió để đảm bảo chức năng và hiệu suất khi chịu tải, sau đó là chuyến bay thử nghiệm cuối cùng trên máy bay phản lực thương gia vào mùa hè và mùa thu năm 2022. Trong các chuyến bay thử nghiệm, máy bay đã bay ở tốc độ cao trong khi các cảm biến khác nhau đã được sử dụng để đo các nhiễu loạn khí động học. Dữ liệu cho thấy rằng dẫn hướng tia HARDROC mở rộng phạm vi hoạt động của hệ thống năng lượng định hướng trên không, cung cấp trường quan sát 360-độ trên phạm vi tốc độ rộng hơn với kích thước, trọng lượng và công suất (SWaP) nhỏ hơn nhiều.
Tiến sĩ Mike Stanek, cố vấn kỹ thuật cho Bộ phận Hệ thống Tích hợp của Hội đồng Hệ thống Hàng không vũ trụ cho biết: “Chuyến bay trình diễn thành công của tháp pháo HARDROC đã xóa bỏ rào cản kỹ thuật lớn đối với việc vận hành tia laser công suất cao trên máy bay tốc độ cao trong nhiều nhiệm vụ khác nhau của Lực lượng Không quân”. Việc tích hợp một tháp pháo HARDROC có kích thước, trọng lượng và công suất nhỏ hơn so với các loại chiến lược tích hợp khác cho phép ít năng lượng laser bị thất thoát do hiệu ứng trên không, giúp cải thiện hiệu suất nhiệm vụ."