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超音速无人机试验台

发布日期:2020-12-23我要投稿我要评论
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对于一个擅长高超音速飞机系统的人来说,瑞安·斯塔基博士(Dr. Ryan Starkey)“喜欢快速飞行”一点也不奇怪。然而,斯塔基博士研发一种名为戈杰特(GoJett)、飞行速度可达1.4马赫(超过1000英里/小时)的无人机的努力,与其说是出于“速度需求”,不如说是为了为超音速飞机系统创建一个成本效益高的试验台。斯达克解释道:“目前,没有低成本的方法来测试以高亚音速和低超音速飞行的物体。我的目标是创建一个[无人机系统],方便这些系统的广泛测试。如果我能创造出一个50万美元,甚至100万美元的飞机系统,它将比目前的测试平台便宜两个数量级。”

作为马里兰大学的一名研究教员,斯塔基博士专门研究“高超音速系统”——以或超过音速五倍的速度飞行的系统。在那里,他培养了推进-机身集成和飞机设计优化方面的专业知识。

2007年,Starkey加入CU AES学院,成为RECUV的重要成员和Busemann先进概念(BAC)实验室主任。Starkey解释了RECUV社区的需求:

“就RECUV而言,我在超音速无人机方面的工作是独立的。不过,我确实从RECUV的控制系统和最佳实践中吸取和吸收了RECUV的知识……在RECUV,无人领域非常繁忙,机会非常丰富。”

虽然超音速飞机早在20世纪40年代就存在了,但斯塔基和他的团队的目标是第一个使这种技术小型化。美国空军(该项目的主要赞助商)对这种微型化非常感兴趣,他们希望利用超音速无人机作为廉价的、半可有可无的试验台。

斯塔基飞机小型化的“使能部件”硬件是发动机。这种发动机重量不到15磅,提供了一个“高效的小规模推进”系统,具有高推力和低成本。

除了推进系统,GoJett还在其“无尾飞机设计”方面进行了改进。“通过减少阻力,这种设计降低了飞机的推进要求,同时提高了它的隐身能力。

尽管RECUV的几位研究人员专门研究自动控制系统,但GoJett将实现一种“自动”控制系统。他澄清:

“一个自主系统是一个思考系统,而一个自动系统是做它被告知的事情。对于我们的无人机来说,它会通过一个(内部)检查表来决定在特定条件下该做什么。你必须告诉它‘如果你偏离了航线,这就是你要做的’或者‘如果你燃料耗尽,这就是你要做的。’”

斯塔基的团队由报名参加他的研究生项目课程的研究生,以及参与高级项目的少数本科生组成。虽然这些学生为项目增添了“乐趣”和“创新”,但他们也提出了一个挑战:

“我们每学期都招收新生。这就像试图用实习生建立一个先进的,最先进的系统。学生们对航空航天很了解,但要使他们赶上进度还需要时间。当他们熟练的时候,他们就毕业了。”

尽管学生流动率很高,但该项目正在成功地取得进展。目前,团队正在进行飞行系统集成。超音速无人机系统的首次飞行计划在即将到来的秋季学期。

在第一次测试中,一个“低速”测试单元(时速约300英里)将被飞行。这个测试单元的目的是收集数据,这些数据将用于校准工程设计模型。在成功校准后,一个带有发动机的高速模型将在新墨西哥州的“无人飞行系统”飞行测试中心试飞。

在首次飞行之前,斯塔基的团队将解决戈杰特的最后一个重大技术挑战:起落架。无人机以100英里/小时的速度降落时,起落架需要减速,起落架必须能承受各种高力和扭矩。

当第一次发射接近时,Starkey解释了他的想法:

“这个项目非常具有启发性和挑战性。这是如此具有挑战性,以至于有时(对学生们)可能会感到沮丧,因为要克服的障碍太多了,但这只是伴随着做一些以前没有人做过的事情。只要第一次飞行收集了数据(用于校准模型),即使着陆时坠毁,它也会坠毁
 
本文链接:https://www.81uav.cn/uav-news/202012/23/72799.html
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