يشهد نظام الليزر عالي الطاقة المحمول جواً التابع لسلاح الجو الأمريكي تقدمًا رئيسيًا

في الآونة الأخيرة ، أكمل مختبر أبحاث القوات الجوية الأمريكية (AFRL) بنجاح اختبار الطيران لمفهوم دليل شعاع جديد. يمكن استخدام هذا المفهوم مع نظام ليزر طاقة موجه مدمج في طائرة.
يقال إن الفريق ، المؤلف من موظفين من مديرية أنظمة الطيران في AFRL ، ومديرية الطاقة الموجهة في قاعدة كورتلاند الجوية ، نيو مكسيكو ، والمقاول الرئيسي MZA Associates ، طوروا واختبروا دليل شعاع منخفض الطاقة ، من المستوى الفرعي لتقييم قدرات التدفق الديناميكي الهوائي المختلف. تقنيات التحكم للتخفيف من التشوهات البصرية والميكانيكية المرتبطة بأشعة الليزر على منصات طيران عالية السرعة محمولة جواً. التشوهات البصرية والميكانيكية المرتبطة بشعاع الليزر على منصة طيران عالية السرعة محمولة جوا.
قال رودي جونسون ، مدير برنامج HARDROC ، إن مدير شعاع HARDROC هو قفزة تكنولوجية للأمام في تقليل التدهور الديناميكي الهوائي. "لقد أظهرت هذه السلسلة من اختبارات الطيران فعالية التحكم في التدفق في تقليل التأثير الديناميكي الهوائي لمدير الحزمة."
قام الباحثون في مختبر أبحاث القوات الجوية الأمريكية (AFRL) بتطوير نظام التحكم في التدفق في قلب HARDROC لعدة سنوات. وفقًا للدكتور سكوت شيرير ، رئيس CFD لمشروع HARDROC ، "باستخدام تقنيات محاكاة ديناميكيات الموائع الحسابية المتقدمة (CFD) ، تمكنا من تقليل تأثيرات الهواء بشكل كبير بسرعات عالية جدًا وعلى مدى زاوي كبير جدًا. لقد استفدنا بشكل فعال من وقتًا حسابيًا كبيرًا وفره مكتب تحديث الحوسبة عالي الأداء التابع لوزارة الدفاع لتحديد تقنيات التحكم في التدفق التي ستعمل ، والتي تستحق المتابعة ، وأيها لم تكن كذلك ".
من خلال العمل عن كثب مع نظرائهم في مديرية الطاقة الموجهة ، اعتمد فريق إدارة أنظمة الطيران على الجهود السابقة في تطوير دليل الحزمة لتعزيز التقنيات المستخدمة في مشروع HARDROC.
قال الدكتور ماثيو كيمنيتز ، المحقق الرئيسي المشارك للتحكم في التأثيرات الجوية والتحكم في الحزمة في مجلس الطاقة الموجهة AFRL في قاعدة القوات الجوية كورتلاند ، نيو مكسيكو: "يعد تطوير اختبار الطيران مهمة هائلة وإنجازًا لفريق HARDROC". ستساعد اختبارات الطيران على المضي قدمًا في تطوير مؤشر الحزمة المحمولة جواً ".
في حين أن تقنيات التحكم في التدفق المتقدمة هي في صميم مشروع HARDROC ، فإن تعديل هذه الديناميكا الهوائية ودمجها مع البصريات الواقعية أمر بالغ الأهمية لإثبات فعالية النظام ككل.
"استنادًا إلى نتائج عمليات المحاكاة الحاسوبية وتجارب نفق الرياح ، نحن على ثقة تامة من أن نظام التحكم في تدفق الهواء سيعمل بشكل جيد. ولكن السؤال الكبير الذي يدور في أذهاننا هو ما إذا كان يمكن استخدام تقنيات التحكم في التدفق مع البصريات الحساسة المطلوبة موجهة لأنظمة الطاقة. وحلت HARDROC هذه المشكلة بسرعة ".
للحصول على هذه الإجابات ، تعاقدت AFRL مع MZA ، الشركة الرائدة عالميًا في النمذجة والتحليل والتصميم والتطوير والتكامل والاختبار لليزر عالي الطاقة (HELs) والأنظمة البصرية المتقدمة ، لتصميم نظام على نطاق فرعي يمكن استخدامه في نفق هوائي أو طائرة.
تم اختبار التصميم النهائي أرضيًا في غرفة بيئية ونفق هوائي لضمان الأداء الوظيفي والأداء تحت الحمل ، متبوعًا باختبار الطيران النهائي على متن طائرة رجال الأعمال في صيف وخريف عام 2022. أثناء اختبارات الطيران ، طافت الطائرة بسرعة عالية أثناء تم استخدام أجهزة استشعار مختلفة لقياس الاضطرابات الديناميكية الهوائية. تُظهر البيانات أن دليل حزمة HARDROC يوسع النطاق التشغيلي لنظام الطاقة الموجهة المحمولة جواً ، مما يوفر مجال رؤية بدرجة 360- عبر نطاق سرعة أوسع بحجم ووزن وقوة أصغر بكثير (SWaP).
قال الدكتور مايك ستانيك ، المستشار الفني لقسم الأنظمة المتكاملة في مجلس أنظمة الطيران ، إن عرض الطيران الناجح لبرج HARDROC يزيل عقبة فنية رئيسية لتشغيل الليزر عالي الطاقة على الطائرات عالية السرعة في مجموعة متنوعة من مهام القوات الجوية. إن دمج برج HARDROC بحجم ووزن وطاقة أصغر من الأنواع الأخرى من استراتيجيات التكامل يسمح بضياع طاقة ليزر أقل بسبب تأثيرات الهواء ، مما يؤدي إلى تحسين أداء المهمة ".