US Air Force luftbåren høyeffektlasersystem ser nøkkelfremgang

Nylig fullførte US Air Force Research Laboratory (AFRL) flytesting av et nytt strålelederkonsept. Dette konseptet kan brukes med et rettet energilasersystem integrert i et fly.
Teamet, bestående av personell fra AFRLs Aerospace Systems Directorate, Directed Energy Directorate ved Cortland Air Force Base, New Mexico, og hovedentreprenøren MZA Associates, har angivelig utviklet og testet en laveffekts, underskala stråleguide for å evaluere egenskapene til ulike aerodynamiske strømninger kontrollteknikker for å dempe de optiske og mekaniske forvrengningene forbundet med laserstråler på høyhastighets flygende luftbårne plattformer. optiske og mekaniske forvrengninger assosiert med laserstrålen på en luftbåren plattform med høy hastighet.
HARDROC-strålelederen er et teknologisk sprang fremover når det gjelder å minimere aerodynamisk degradering," sa Rudy Johnson, HARDROC-programleder. "Denne serien med flytester har demonstrert effektiviteten til strømningskontroll for å redusere den aerodynamiske påvirkningen til strålelederen."
Forskere ved US Air Force Research Laboratory (AFRL) har utviklet flytkontrollsystemet i hjertet av HARDROC i flere år. I følge Dr. Scott Sherer, CFD-leder for HARDROC-prosjektet, "Ved bruk av avanserte simuleringsteknikker for beregningsfluiddynamikk (CFD) var vi i stand til å redusere lufteffekter betydelig ved svært høye hastigheter og over et veldig stort vinkelområde. Vi utnyttet effektivt betydelig beregningstid levert av DoD High Performance Computing Modernization Office for å bestemme hvilke flytkontrollteknikker som ville fungere, hvilke som var verdt å forfølge, og hvilke som ikke var det."
I tett samarbeid med sine kolleger i Direktoratet for energi, trakk Aerospace Systems Directorate-teamet på tidligere innsats innen strålelederutvikling for å videreutvikle teknologiene som ble brukt i HARDROC-prosjektet.
«At fremme flytesting er en enorm oppgave og prestasjon for HARDROC-teamet,» sa Dr. Matthew Kemnetz, co-hovedetterforsker for lufteffekter og strålekontroll ved AFRL Directed Energy Council ved Cortland Air Force Base, NM. «Disse dataene fra flytester vil hjelpe utviklingen av den luftbårne stråleindikatoren til å gå fremover."
Mens avanserte flytkontrollteknikker er kjernen i HARDROC-prosjektet, er det avgjørende å modifisere denne aerodynamikken og kombinere dem med realistisk optikk for å demonstrere effektiviteten til det totale systemet.
"Basert på resultatene fra våre beregningssimuleringer og vindtunneleksperimenter, er vi veldig sikre på at luftstrømkontrollsystemet vil fungere godt. Men det store spørsmålet i våre sinn var om disse strømningskontrollteknikkene kunne brukes med den sensitive optikken som kreves for avansert rettet energisystemer. Og HARDROC løste raskt det problemet."
For å få disse svarene inngikk AFRL kontrakt med MZA, en verdensleder innen modellering, analyse, design, utvikling, integrasjon og testing av høyenergilasere (HEL) og avanserte optiske systemer, for å designe et sub-skala system som kan brukes i en vindtunnel eller et fly.
Det endelige designet ble bakketestet i et miljøkammer og vindtunnel for å sikre funksjonalitet og ytelse under belastning, etterfulgt av siste flytesting på et forretningsjetfly sommeren og høsten 2022. Under flytestene cruiset flyet i høy hastighet mens ulike sensorer ble brukt til å måle aerodynamiske forstyrrelser. Dataene viser at HARDROC-strålelederen utvider operasjonsområdet til det luftbårne energisystemet, og gir et 360-graders synsfelt over et bredere hastighetsområde med mye mindre størrelse, vekt og kraft (SWaP).
Den vellykkede flydemonstrasjonen av HARDROC-tårnet fjerner et stort teknisk hinder for å betjene høyeffektlasere på høyhastighetsfly i en rekke flyvåpenoppdrag," sa Dr. Mike Stanek, teknisk rådgiver for Aerospace Systems Councils Integrated Systems Division. Integreringen av et HARDROC-tårn med mindre størrelse, vekt og kraft enn andre typer integrasjonsstrategier gjør at mindre laserkraft går tapt til lufteffekter, noe som resulterer i forbedret oppdragsytelse."