NASA використовує підмасштабні літаки для прискорення інновацій у польотах

Тестування нових аерокосмічних концепцій у польотах залишається одним із найбільш ефективних способів NASA для підвищення знань і зменшення ризиків.

Лабораторія досліджень польотів підмасштабних літаків Дейла Ріда в Центрі досліджень польотів Армстронга NASA, розташованому в Едвардсі, Каліфорнія, підтримує цю місію, використовуючи невеликі, дистанційно керовані та автономні літаки як економічні платформи для розробки інноваційних ідей, прискорення навчання та забезпечення плавних переходів до повномасштабних польотів.

Коли експерименти потребують польотної платформи, NASA має кілька дистанційно керованих літаків, доступних для використання: квадрокоптер Alta-X; безпілотник Dryden Remotely Operated Integrated Drone (DROID) з розмахом крил 10 футів; і Multi-Use Cub, літак з фіксованими крилами розмахом 14 футів з можливістю розширення корисного навантаження для польотних експериментів. Для тестування електричних літаків вертикального зльоту і посадки також доступний квадрокоптер HQ-90.

Після того, як літаки та експерименти отримують дозвіл на виконання операцій, пілоти лабораторії підтримують місію, включаючи наземні операції та польотні активності.

Кожен співробітник є досвідченим і сертифікованим пілотом підмасштабних літаків і готовий літати на унікальних, єдиному в своєму роді або модифікованих комерційних літаках, де це потрібно.

Проект NASA FireSense провів польоти в лісі штату Дженева, що знаходиться приблизно за 100 миль на південь від Монтгомері, Алабама. Співробітники NASA Армстронг інтегрували інструмент на дрон Alta-X і протестували систему перед її розгортанням. Два члени команди потім транспортували дрон і сенсор до лісу, підготували літальний апарат до польоту та керували ним під час місії. Сенсор NASA був встановлений на дроні для демонстрації того, як дистанційно керовані літаки можуть збирати локалізовані метеорологічні дані, які впливають на рух диму та поведінку вогню. Ця інформація може допомогти оперативним службам покращити прийняття рішень під час лісових пожеж та краще розподілити пожежників і ресурси.

Інші місії проходять ближче до NASA Армстронг, такі як проект EPIC (Enhancing Parachutes by Instrumenting the Canopy). EPIC передбачав повітряний запуск капсули, що містить парашут і гнучкий сенсор, з Alta-X. Співробітники лабораторії керували польотами, підтримували польотні операції та працювали з командою EPIC, щоб спроектувати та інтегрувати механізм скидання парашутів і систему безпеки в літак.

Ці тести продемонстрували, що гнучкий сенсор може допомогти дослідникам вивчати супersonічні парашути. Продовження цієї роботи може допомогти заповнити прогалини в комп'ютерних моделях, роблячи супersonічні парашути безпечнішими та надійнішими для доставки наукових інструментів і вантажів на Марс.

Лабораторія досліджень польотів підмасштабних літаків Дейла Ріда використовує швидкі можливості дизайну та тестування, щоб допомогти малим літакам реалізувати великі ідеї. Ці концепції можуть призвести до майбутніх проривів, які підтримують місії NASA в аеронавтиці, науці та дослідженнях.

Протягом десятиліть NASA та її партнери вдосконалювали технології автоматичного уникнення зіткнень. Дослідження продемонструвало, що автопілот може виявляти та відновлюватися від неминучого зіткнення з землею — можливість, яка тепер допомагає рятувати життя у високопродуктивних військових літаках США. NASA Армстронг відіграв ключову роль у цій роботі та розробив спрощену версію, Автоматичну систему уникнення зіткнень з землею, яка була встановлена на DROID для тестування.

Система, продемонстрована на DROID — розроблена для допомоги пілотам загальної авіації, а також дистанційно керованим та автономним літакам — показала хороші результати та призвела до подальших досліджень щодо версії, яка надає попередження та вказівки для керування. Офіс передачі технологій NASA Армстронг працює над ліцензуванням технології для американських компаній з метою розробки системи як комерційного продукту.

Літак Prandtl-D (попереднє дослідження аеродинамічного дизайну для зниження опору) також був розроблений, виготовлений та протестований у NASA Армстронг. Дослідники виявили, що його спотворений дизайн крила може зменшити опір і генерувати тягу на кінцях крил, просуваючи концепції, які можуть підтримати більшу паливну економічність для майбутніх літаків. Оригінальний Prandtl-D тепер є частиною колекції Національного музею авіації та космонавтики Смітсонівського інституту у Вашингтоні, а Prandtl-D3 знаходиться в Науковому центрі Каліфорнії в Лос-Анджелесі. Дослідники продовжують розробляти наступне покоління дизайну в лабораторії.

Широкий спектр можливостей у лабораторії допомагає перетворювати перспективні концепції на готові до польоту тестові структури. Сюди входять швидке прототипування з використанням традиційних та новітніх 3D-виробничих технологій, а також композитні та традиційні виробничі процеси. Команда інженерів та техніків також надає індивідуальний дизайн компонентів та спеціалізоване виготовлення для задоволення унікальних потреб досліджень.

Лабораторія підтримує електричний та механічний дизайн, інтеграцію апаратного та програмного забезпечення, а також процеси безпеки та готовності до польоту, необхідні для успішних місій. Додаткові технічні можливості, такі як Відділ експериментального виготовлення та Екологічна лабораторія в NASA Армстронг, ще більше підвищують ці можливості. Разом вони підтримують розробку, тестування та валідаційні активності, які просувають цілі NASA в аеронавтиці та дослідженнях.