国防イノベーション ユニットの「プライベート マネー」アプローチは、再利用可能な極超音速試験機の迅速な製造を目指しています

極超音速の研究を難しくしているのは、猛烈な温度での猛スピードだけではありません。 風洞から実際の飛行試験機まで、試験インフラが少なすぎるため、研究が制約されています。 国防イノベーション ユニットは、民間部門のアイデアと民間部門の資本が物事をより迅速に実現できることに賭けています。

　 防衛イノベーションユニット (DIU) は本質的にペンタゴンの社内商用技術採用アクセラレーターです。 活発な軍事および技術分野の専門家が混在するスタッフを配置し、DoD の問題に商用ソリューションを導入し、規模を拡大して適用することを目指しています。

DIU が軍への移行に成功したサイバー、自律性、および宇宙技術のポートフォリオは、ある程度の成功の証拠です。 非伝統的な民間企業による将来の利益の約束に基づいて構築されたこれらのソリューションは、政府が対応できない代替的な問題解決とペースで防衛サークルの外で出現し、発展します。 それが、DIU が軍の極超音速配備を前進させるために活用したいと考えていることです。

DIUの宇宙担当テクニカルディレクターであるバリー・カーケンダル氏は、「民間資金が乗客と貨物用の[商用]極超音速輸送機を構築するために使用されていることを知っています。 「XNUMX、XNUMX 年前はそうではありませんでしたが、今はそうです。 私たちはその民間投資、国防総省の企業を活用したいと考えています。」

それに応じて、DIU は、HyCAT (Hypersonic and High-Cadence Airborne Testing Capabilities) と呼ばれるイニシアチブを開始しました。 同社は、マッハ 5 を超える速度で飛行および操縦し、12 つの実験用ペイロードを搭載し、「長時間耐久」飛行を行い、飛行中の性能データを取得できるプロトタイプの試験機を実証する商用パートナーを求めています。 潜在的な請負業者は、24 ～ XNUMX か月以内に飛行する必要があります。

極超音速研究の基準では、それは短いウィンドウです。 しかし、極超音速テストの需要とアメリカが現在直面しているバックログを考えると、そうしなければなりません.

「極超音速研究は当初、[米国の] ミサイル インフラストラクチャ、テスト範囲、工場、および設計担当者を活用しました」と Kirkendall 氏は述べています。 「ミサイルの作業は決して遅くなることはありませんでした。 変化したのは、[研究] のテンポが速くなり、その結果、インフラストラクチャが処理できなくなったことです。 そのため、ほとんど利用できない風洞やテスト範囲に頼っていることに気付きます。 新しいインフラストラクチャと新しい範囲を構築する余裕がないため、別のソリューションを探しています。」

国家試験インフラも老朽化しています。 あ レポート 政府会計局が昨年発行した報告書では、国防総省、NASA、およびエネルギー省の極超音速研究をサポートできる 14 の風洞のうち 26 が 1970 年代に建設されたことが指摘されています。 新しい民間風洞施設が建設中です パデュー大学 他の場所でもコストが高く、完成には数年かかります。

さらに、地上および実験室の試験施設では、専用のペイロードを搭載した実際の飛行極超音速機から得られる洞察を得ることができません。 極超音速風洞の実行は短く、最長でも数秒です。 トンネル内またはテスト対象物に配置できるセンサーと計測器は限られているため、通常、長い情報の流れではなく、データの「スナップショット」が可能です。

ミサイルと一握りの極超音速機で行われた飛行試験はほとんど行われていませんが、センサー、テレメトリー、範囲の課題によって同様に制限されています. 飛行間隔を長くして再利用できる極超音速飛行体はごくわずかです。 大部分は、回収が困難または不可能な海に着水します。

DIU に参加する前は、ローレンス リバモア国立研究所で核兵器効果プログラムを担当していました。 彼は、核爆発装置のテストと計測が明らかに不可能であることを、極超音速機の挑戦と比較し、実験室やシミュレートされた飛行設定での実験が常に正確に「スケーリング」するとは限らないことを思い出させてくれます。

「中間ステップが抜けています。 風洞が必要です。これは非常に重要です。 武器の完全な忠実度の飛行試験が必要です。 しかし、真ん中には完全なギャップがあります。 リスクを軽減する可能性のある完全に統合されていないテスト固有のテクノロジー。 それが私たちが対処しようとしているものです。」

DIU の HyCAT 情報要求 (RFI) では、次のような「関心のある機能」が求められました。

• 少なくとも 1,000 ポンド/平方フィートの動圧のほぼ一定の飛行条件で、関連する極超音速テスト環境で XNUMX 分間の最小飛行。
• 既存の飛行試験安全規則の下で、米国または同盟国の飛行試験範囲で動作することが認定されることができます。
• 少なくとも 20 ポンドの総実験ペイロード容量と、ペイロード電力への対応。

ぼんやりとした将来の日付までに極超音速商用旅客機と貨物機を開発することを目標とする民間企業が多数あります。 おそらく最もよく知られているのは、私が取材したアトランタに本拠を置く Hermeus です。 前に すでに米国空軍の AFWERX 資金を利用して、XNUMX 分の XNUMX スケールのペイロード搭載極超音速飛行試験機「」を開発しています。クォーターホース大統領用と推定される極超音速旅客機を製造中です。

「これらの XNUMX/XNUMX および XNUMX/XNUMX スケールのテスト記事は、DoD を助けることができるものです」と Kirkendall は断言します。 「極超音速をテストするために、完全に成熟した極超音速旅客機は必要ありません。」

クォーターホースは、実際の飛行の先端にあり、再利用可能であるという利点があります。 後者の要素は、コストを考慮するだけでなく、Kirkendall 氏によると非常に重要です。 「再利用性は、テストの頻度を増やし、テストで何が起こったのかを理解するための鍵です。」

カーケンドールは、テストで「何が起こったのか」を理解することで、極超音速研究への一種の法医学的アプローチをほのめかしています。 飛行試験機とそのペイロードを飛行後に調べることで、極超音速試験に関連するデータ収集とテレメトリーの制限の一部を回避できます。

DIU が求めているのは極超音速試験機のプロトタイプだけではないことは指摘しておく価値があります。 また、上層大気および宇宙ベースの計測技術を含む、より優れた飛行記録および測定システムも探しています。 DIU はすでにいくつかの機能を提供しています。 授与 Aerostar Technical Solutions の Raven Aerostar 成層圏は、昨年、通信とセンサー ペイロードの統合に関する契約を結びました。 DIU の Kirkendall らはまた、 グローバルホーク 空軍が極超音速範囲のデータ収集のために再利用しているドローン。

「極超音速試験機からデータを取得するための多くの革新的なアプローチが見られると思いますが、それらは宇宙ベース、気球ベース、またはその他のものであるかどうかは考えていませんでした」とライアン・ウィード少佐 (USAF) のディレクターであるDIUの宇宙ポートフォリオ。 これらの革新的なアイデアは、国際的な企業からももたらされることが期待されています。

DIU は、研究をさらに迅速化するために、HyCAT を意図的に外国企業に開放しました。 「私たちはそれらの人々に応募してもらいたいのです」と Kirkendall 氏は確認します。 彼は、「Five Eyes」アライアンス (オーストラリア、カナダ、ニュージーランド、英国、米国) に加えて、ドイツ、フランス、日本からの企業からの売り込みを予見しています。

回答がどこから来ても、徹底的な審査が必要です。 DIUは日常業務としてデューデリジェンスを行っていますが、UAMや超音速航空輸送セクターと同様に、市場性のある製品をまだ生産していない非防衛極超音速航空機産業のあいまいな性質により、追加の努力が必要になる場合があります.

Kirkendall と Major Reed (USAF のテスト パイロット) は、どちらもそれぞれの分野の専門家であり、DIU が技術的な実現可能性評価に対して高い要件を維持していることを強調しています。 「DIU では、技術的な実現可能性だけではありません」と Reed 氏は付け加えます。 「それは（パートナー）会社の健全性でもあります。 その会社は、彼らが持っている技術を提供できますか?」

UAM分野の同様の企業への過剰な民間資金の流れを考えると、潜在的な極超音速航空機の開発者は、製品開発の可能性よりも健全なバランスシートを実際に持っている可能性があります. しかし、HyCAT 候補者を評価するための DIU の多面的なアプローチは、雑草と籾殻を分離するはずであると、DIU の役員は述べています。

リード少佐は、HyCAT が成功する唯一の方法は、防御が主要なアプリケーションではないソリューションに焦点を当てることであると述べています。

アプリケーションについて言えば、関心のある請負業者は、今週の金曜日までに HyCAT の売り込みを行う必要があります。 先週カーケンダルとリードと話したとき、彼らはほんの一握りの提案しか受けていませんでした. 「最後の最後まで何も提出されていません」と Kirkendall 氏は断言します。 DIU は、「数十」の回答を期待しています。

もし彼らが大量に登場すれば、彼らの背後にある民間資金が、極超音速機が過去 60 年間の「未来の兵器」であるという古いジョークに報いるかもしれません。