Projeto Falcão DARPA - DARPA Falcon Project

Ilustração da fase de reentrada do Veículo de Teste Hipersônico (HTV) 2

O DARPA Falcon Project (Force Application and Launch from CONtinental United States) é um projeto conjunto de duas partes entre a Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) e a Força Aérea dos Estados Unidos (USAF) e faz parte do Prompt Global Strike . Uma parte do programa visa desenvolver um Sistema de Arma Hipersônica (HWS) de ataque rápido reutilizável, agora renomeado como Hypersonic Cruise Vehicle (HCV), e a outra é o desenvolvimento de um sistema de lançamento capaz de acelerar um HCV a velocidades de cruzeiro , bem como o lançamento de pequenos satélites na órbita da Terra. Este programa de duas partes foi anunciado em 2003 e continuou em 2006.

Blackswift foi um projeto anunciado sob a bandeira do Falcon usando uma aeronave não tripulada do tamanho de um caça que decolaria de uma pista e aceleraria a Mach 6 (7.350 km / h; 4.567 mph) antes de completar sua missão e pousar novamente. O memorando de entendimento (MoU) entre a DARPA e a USAF no Blackswift - também conhecido como HTV-3X - foi assinado em setembro de 2007. O Blackswift HTV-3X não recebeu o financiamento necessário e foi cancelado em outubro de 2008.

A pesquisa atual no âmbito do programa FALCON é centrado em X-41 Common Veículo Aéreo (CAV), uma plataforma aérea comum para hipersônicos ICBMs e mísseis de cruzeiro , bem como civis RLV e VLE . O protótipo do Hypersonic Technology Vehicle 2 (HTV-2) voou pela primeira vez em 22 de abril de 2010; o segundo teste voou em 11 de agosto de 2011, atingindo Mach 20. Ambos os voos terminaram prematuramente.

Design e desenvolvimento

Projetos anteriores

O objetivo sempre foi conseguir desdobrar uma nave do território continental dos Estados Unidos, que pudesse chegar a qualquer parte do planeta em uma a duas horas. O X-20 Dyna-Soar em 1957 foi o primeiro programa reconhecido publicamente - embora tivesse sido lançado verticalmente em um foguete e depois deslizado de volta à Terra, como o ônibus espacial fez, em vez de decolar de uma pista. Originalmente, o ônibus espacial foi concebido como uma operação parcial da USAF, e instalações de lançamento militar separadas foram construídas na Base Aérea de Vandenberg a um alto custo, embora nunca tenham sido usadas. Após o programa DynaSoar USAF aberto de 1957 a 1963, os aviões espaciais ficaram pretos (tornaram-se altamente classificados). Em meados da década de 1960, a CIA começou a trabalhar em um avião espião de alto Mach chamado Projeto Isinglass . Isso evoluiu para o Rheinberry , um projeto para uma aeronave de reconhecimento Mach-17 lançada do ar, que mais tarde foi cancelada.

De acordo com Henry F. Cooper , que foi o Diretor da Iniciativa de Defesa Estratégica ("Guerra nas Estrelas") sob o presidente Reagan, os projetos de aviões espaciais consumiram US $ 4 bilhões de financiamento nas décadas de 1970, 1980 e 1990 (excluindo o Ônibus Espacial). Isso não inclui os orçamentos dos anos 1950 e 1960 para o Dynasoar, ISINGLASS, Rheinberry e qualquer projeto de avião espacial do século 21 que possa surgir sob o Falcon. Ele disse ao Congresso dos Estados Unidos em 2001 que tudo o que os Estados Unidos tinham em troca por esses bilhões de dólares era "um veículo acidentado, uma rainha do hangar , alguns artigos de teste de queda e displays estáticos". A Falcon recebeu US $ 170 milhões para o ano orçamentário de 2008.

HyperSoar

O HyperSoar foi um projeto de aeronave hipersônica americana desenvolvido no Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL). Era para ser capaz de voar a cerca de Mach 12 (9.200 mph, 14.700 km / h), permitindo que transitasse entre quaisquer dois pontos do globo em menos de duas horas. O HyperSoar foi previsto para ser um avião de passageiros capaz de pular para fora da atmosfera para evitar que queime na atmosfera. Uma viagem de Chicago a Tóquio (10.123 quilômetros) levaria 18 saltos, ou 72 minutos. Foi planejado o uso de motores baseados em hidrocarbonetos fora da atmosfera e tecnologia experimental de motor a jato com testes para começar em 2010. Mais tarde, o conceito Hypersoar foi adquirido da LLNL pela DARPA, e em 2002 foi combinado com o USAF X-41 Common Aero Veículo para compor o programa FALCON.

FALCÃO

A FALCON geral ( F orce A PLICAÇÃO e L aunch do CON Estados Unidos tinental) programa anunciado em 2003 teve dois componentes principais: um pequeno veículo de lançamento para o transporte de cargas para a órbita ou o lançamento de armas hipersônicos plataforma de carga útil, e o próprio veículo hipersônico.

Veículo de lançamento pequeno

A solicitação DARPA FALCON em 2003 solicitou que os licitantes fizessem o trabalho de desenvolvimento nos veículos propostos em uma primeira fase de trabalho, então um ou mais fornecedores seriam selecionados para construir e pilotar um veículo de lançamento real. As empresas que ganharam contratos de desenvolvimento da primeira fase de $ 350.000 a $ 540.000 em novembro de 2003 incluíram:

Sistema de arma hipersônica

A primeira fase do desenvolvimento do sistema de armas hipersônicas foi vencida por três licitantes em 2003, cada um recebendo um contrato de US $ 1,2 a US $ 1,5 milhão para o desenvolvimento do veículo hipersônico:

  • Andrews Space Inc., Seattle, Wash.
  • Lockheed Martin Corp., Lockheed Martin Aeronautics Co., Palmdale, Calif.
  • Northrop Grumman Corp., Air Combat Systems, El Segundo, Califórnia.

A Lockheed Martin recebeu o único contrato de Fase 2 HWS em 2004, para desenvolver mais tecnologias e reduzir o risco de tecnologia no programa.

Programa hipersônico de acompanhamento

Ilustração de HTV-2 da DARPA

Após o contrato da Fase 2, a DARPA e a Força Aérea dos Estados Unidos continuaram a desenvolver a plataforma de veículos hipersônicos.

O programa deveria seguir uma série de testes de vôo com uma série de veículos de tecnologia hipersônica.

O projeto FALCON inclui:

O Hypersonic Cruise Vehicle (HCV) seria capaz de voar 9.000 milhas náuticas (17.000 km) em 2 horas com uma carga útil de 12.000 lb (5.500 kg). Ele voaria em grande altitude e atingiria velocidades de até Mach 20.

Blackswift

O Blackswift foi proposto como uma aeronave capaz de voo hipersônico, projetada pela Lockheed Martin Skunk Works , Boeing e ATK .

A USAF afirma que o "veículo de demonstração de voo Blackswift será movido por uma combinação de motor turbina e ramjet , uma usina tudo-em-um. O motor turbina acelera o veículo para cerca de Mach 3 antes que o ramjet assuma e impulsione o veículo para Mach 6. " O Dr. Steven Walker, Diretor Adjunto do Escritório de Tecnologia Tática da DARPA (Diretor em exercício desde janeiro de 2017), coordenará o projeto. Ele disse ao site da USAF,

Também estarei me comunicando com a Lockheed Martin e a Pratt & Whitney sobre a importância de colocarmos o plano técnico em prática ... Estou tentando construir a ponte no início do programa - para fazer o caminho da comunicação fluir.

O programa Falcon anunciou a decolagem horizontal hipersônica Blackswift / HTV-3X. Também está lançando o HTV-2 do topo de um foguete propulsor. O Falcon parece estar convergindo de duas direções, com o objetivo final de produzir uma aeronave hipersônica que possa decolar e pousar de uma pista nos Estados Unidos e estar em qualquer lugar do mundo em uma ou duas horas. Falcon está procedendo metodicamente em direção a um Veículo de cruzeiro hipersônico. Dr. Walker afirmou,

Precisamos pilotar alguns veículos hipersônicos - primeiro os dispensáveis, depois os reutilizáveis ​​- para provar aos tomadores de decisão que isso não é apenas um sonho ... Não superaremos o ceticismo até que vejamos alguns veículos hipersônicos voando.

Em outubro de 2008, foi anunciado que o HTV-3X ou Blackswift não recebeu o financiamento necessário no orçamento de defesa do ano fiscal de 2009 e foi cancelado. O programa Hypersonic Cruise Vehicle continuará com financiamento reduzido.

  • Simulações de computador do veículo Falcon HTV-3X

  • Falcon HTV-3X

  • O HTV-3X ativa seus turbojatos em vôo transônico ...

  • ... então acende seus jatos de scramjets para a fase hipersônica

  • HTV-3X na aproximação à Base da Força Aérea de Edwards

Teste de vôo

Trajetórias de teste de vôo para HTV 2a e 2b

A DARPA construiu dois HTV-2s para dois testes de vôo em 2010 e 2011. O foguete leve Minotaur IV é o impulsionador do HTV-2 com a Base da Força Aérea de Vandenberg servindo como local de lançamento. A DARPA planejou os voos para demonstrar os sistemas de proteção térmica e recursos de controle aerodinâmico. Os voos de teste foram apoiados pela NASA , o Centro de Sistemas Espaciais e de Mísseis , Lockheed Martin , Sandia National Laboratories e o Laboratório de Pesquisa da Força Aérea (AFRL) Diretores de Veículos Aéreos e Veículos Espaciais.

O primeiro vôo HTV-2 foi lançado em 22 de abril de 2010. O planador HTV-2 deveria voar 4.800 milhas (7.700 km) através do Pacífico para Kwajalein em Mach 20. O lançamento foi bem sucedido, mas a primeira missão não foi concluída conforme planejado . Relatórios afirmam que o contato com o veículo foi perdido nove minutos após o início da missão. Em meados de novembro, a DARPA revelou que o vôo de teste havia terminado quando o piloto automático do computador "ordenou o término do vôo". De acordo com um porta-voz da DARPA, "Quando o sistema de bordo detecta comportamento [de vôo indesejável ou inseguro], ele se força a um roll over e pitchover controlado para descer diretamente no oceano." Avaliações descobriram que a nave havia começado a rolar violentamente.

Um segundo vôo foi lançado em 11 de agosto de 2011. O Falcon HTV-2 não tripulado separou-se com sucesso do booster e entrou na fase de planeio da missão, mas novamente perdeu o contato com o controle cerca de nove minutos em seu voo planejado de Mach 20 de 30 minutos. Relatórios iniciais indicaram que impactou propositalmente o Oceano Pacífico ao longo de sua trajetória de vôo planejada como uma precaução de segurança. Alguns analistas pensaram que a segunda falha resultaria em uma revisão do programa Falcon.

Refocar

Em julho de 2013, a DARPA decidiu que não realizaria um terceiro teste de voo do HTV-2 porque dados suficientes foram coletados dos dois primeiros voos, e outro teste não foi pensado para fornecer mais dados utilizáveis ​​para o custo. Os testes forneceram dados sobre a aerodinâmica do vôo e os efeitos de alta temperatura no aeroshell. O trabalho no HTV-2 continuaria até o verão de 2014 para fornecer mais estudos sobre o vôo hipersônico. O HTV-2 foi a última parte ativa do programa Falcon. O DARPA agora mudou seu foco para o programa de ataque global / estratégico para desdobramento tático de alta velocidade para penetrar nas defesas aéreas e atingir alvos rapidamente de uma distância segura.

Veja também

Referências

links externos