Войти
БПЛА НАСА Altus II, разработанный в рамках ERAST Самолет для исследования окружающей среды и сенсорная технология или ERAST - это программа НАСА по разработке экономичных, медленно летающих беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), которые могут работать в течение длительного времени. научные миссии на высоте более 60 000 футов. Проект включал в себя ряд программ развития технологий, проводимых совместным альянсом ERAST, объединенным NASA и промышленностью. Проект был официально прекращен в 2003 году.
По данным НАСА, «ERAST был многолетним усилием по разработке авиационных и сенсорных технологий для нового семейства дистанционно пилотируемых самолетов, предназначенных для миссий по исследованию верхних слоев атмосферы. Предназначен для крейсерского полета на малых скоростях. в течение длительного времени на высотах от 60 000 до 100 000 футов такие летательные аппараты могут использоваться для сбора, идентификации и мониторинга данных об окружающей среде для оценки глобального изменения климата и оказания помощи в мониторинге и прогнозировании погоды. Они также могут служить бортовыми телекоммуникационными платформами, выполняя аналогичные функции к спутникам связи за небольшую часть стоимости подъема спутника в o космос ».
Программа ERAST спонсировалась Управлением аэронавтики и космических транспортных технологий в штаб-квартире НАСА, и находилась под управлением НАСА Центр летных исследований Драйдена. НАСА Исследовательский центр Эймса, Моффетт Филд, Калифорния, возглавил разработку сенсорных технологий. НАСА Исследовательский центр Льюиса, Кливленд, Огайо, и НАСА Исследовательский центр Лэнгли, Хэмптон, Вирджиния, внесли свой вклад в области двигательные установки, конструкции и системный анализ. Несколько небольших компаний, занимающихся разработкой высокотехнологичной авиации, в том числе разработчик ALTUS, General Atomics Aeronautical Systems, Inc., объединились с НАСА в альянсе ERAST для достижения общих целей программы ». Отраслевые партнеры в альянсе ERAST включали Aurora Flight Sciences, AeroVironment, General Atomics, Scaled Composites, Thermo-Mechanical Systems, Hyperspectral Sciences и Longitude 122 West.
Проект ERAST был одним из три крупномасштабных партнерства в области аэронавтики, начатые штаб-квартирой НАСА в период с 1992 по 1994 годы. Партнерские отношения были основаны на отраслевой модели многосторонних партнерств в области НИОКР, первоначально предложенной для программ космической коммерциализации НАСА на основе прецедента Министерства торговли США, созданного для Полупроводниковая промышленность, Sematech. В проекте ERAST использовалось инновационное соглашение о совместных спонсируемых исследованиях (JSRA), принятое официальными лицами НАСА для удовлетворения целей политики коммерциализации технологий. Участники ERAST считают ее ключевым фактором технического успеха программы. JSRA было основано на Соглашении NASA по космическому акту, которое позволяло гибкое взаимодействие, разделение затрат и совместное использование интеллектуальной собственности для максимального сотрудничества для быстрого прогресса в развитии технологий. Федеральный вклад в ERAST составил 42,2 миллиона долларов, в то время как вклад частного сектора составил 30 000 долларов вместе с взносами натурой в виде персонала, оборудования и исходной интеллектуальной собственности. ERAST JSRA было одним из трех соглашений о партнерстве в аэронавтике, разработанных американскими технологическими альянсами (AmTech). AmTech выступала фасилитатором ERAST и менеджером по партнерству на протяжении всего проекта.
Типы научных миссий, к которым готовится ERAST, могут включать дистанционное зондирование для исследований в области наук о Земле, получение гиперспектральных изображений для мониторинга сельского хозяйства, отслеживание сильных штормов и выполнение функций телекоммуникационных ретрансляционных платформ.
под руководством Эймса разработала легкие микроминиатюризированные датчики, которые могут быть установлены на этих самолетах для экологических исследований и мониторинга Земли.
Дополнительные технологии, рассматриваемые альянсом ERAST, включают легкие материалы, авионику, аэродинамику и другие формы силовой установки, подходящие для экстремальных высот и продолжительности.
Хотя члены альянса ERAST несли ответственность за разработку и эксплуатацию самолетов, НАСА несло основную ответственность за общее руководство программой, основное финансирование, управление отдельными проектами, разработку и координацию полезной нагрузки. НАСА также работало над долгосрочными проблемами с Федеральным управлением гражданской авиации и разработало технологию, позволяющую сделать эксплуатацию этих дистанционно управляемых самолетов в национальном воздушном пространстве на практике.
В 1987 и 1988 годах НАСА провело исследования разрушения озонового слоя атмосферы с использованием двух пилотируемых самолетов НАСА, модифицированного реактивного лайнера Douglas DC-8 и Lockheed ER-2, гражданская версия самолета-разведчика U-2. Однако использование ER-2 над Антарктидой, где произошло истощение озона, было расценено как рискованное, поскольку, если пилоту придется спасаться, выживание было маловероятным. Кроме того, ER-2 имел потолок 20 километров (65 000 футов), в то время как разрушение озона происходит на 30 км (100 000 футов), и ER-2 не мог оставаться в воздухе достаточно долго, чтобы изучить изменения озона в течение полного дня. -ночный цикл.
В 1988 году НАСА решило приобрести БПЛА HALE под названием «Персей» для решения этих проблем, обозначив усилия в программе малых высотных научных летательных аппаратов (SHASA). Perseus был разработан начинающей компанией под названием Aurora Flight Sciences из Манассас, Вирджиния. Проект Perseus шел на скудные средства до 1991 года, когда НАСА проводило «Программу высокоскоростных исследований» для оценки конструкции будущего сверхзвукового транспортного средства, и ему нужно было больше узнать о возможном воздействии такого самолета на окружающую среду в верхних слоях атмосферы.. Появились средства для закупки нескольких самолетов.
Другие правительственные учреждения также были заинтересованы в беспилотных летательных аппаратах HALE, и поэтому проект ERAST родился в сентябре 1994 года как важный пункт повестки дня NASA'a. ERAST был формально предназначен для продвижения использования БПЛА в коммерческих научных приложениях, особенно в исследованиях атмосферы на больших высотах. ERAST также сосредоточился на разработке новых миниатюрных систем датчиков и авионики для БПЛА и для Lockheed ER-2 НАСА.
General Atomics ALTUS II - это гражданский вариант БПЛА MQ-1 Predator, предназначенный для научно-исследовательских миссий. Один из двух самолетов ALTUS, ALTUS II, был построен по программе ERAST и участвовал в ряде связанных исследовательских миссий.
ALTUS II совершил свой первый полет 1 мая 1996 года. С двигателем сначала оснащенный одноступенчатым турбонагнетателем, ALTUS II достиг высоты 37000 футов во время своей первой серии опытно-конструкторских полетов в Драйдене в августе 1996 года. В октябре того же года ALTUS II летал в атмосферном Исследование Radiation Measurement (ARM-UAV) в Оклахоме, проведенное Sandia National Laboratories для Министерства энергетики. В ходе этих полетов ALTUS II установил рекорд автономной продолжительности полета для дистанционно управляемых самолетов - более 26 часов. В октябре 1996 года ALTUS II установил рекорд выносливости для БПЛА с научной полезной нагрузкой. Во время полета АРМ-БПЛА аппарат находился на необходимой высоте более 24 часов.
После значительных модификаций и модернизаций, включая установку двухступенчатого турбонагнетателя вместо его первоначального одноступенчатого агрегата, увеличенного топливного бака и дополнительной мощности промежуточного охлаждения, ALTUS II вернулся в состояние полета летом 1998. Целью его опытно-конструкторских полетов было достижение одной из основных вех характеристик ERAST Level 2 - пилотируемый дистанционно пилотируемый самолет с бензиновым двигателем и поршневым двигателем в течение нескольких часов на высоте не менее 60 000 футов. 5 марта 1999 г. ALTUS II поддерживал полет на высоте 55 000 футов или выше в течение трех часов, достигнув максимальной высоты по плотности 57 300 футов во время миссии.
БПЛА Helios в рейс Самолеты NASA Pathfinder, Centurion и Helios представляли собой серию солнечных - и топливных элементов БПЛА с системой, которые AeroVironment, Inc. разработали в рамках программы ERAST.
Pathfinder, который был разработан и построен AeroVironment, по сути, является летающим крылом с размахом 99 футов. Солнечные фотоэлектрические элементы, установленные на верхней части крыла, вырабатывают до 7200 ватт, питая шесть воздушных винтов с электрическим приводом, а также набор научных инструментов. Резервные батареи накапливают солнечную энергию для питания летательного аппарата в ночное время.
Маленькая камера системы визуализации в реальном времени (ARTIS), разработанная Летом 1999 года компания HyperSpectral Sciences, Inc. в рамках проекта ERAST продемонстрировала полет на борту самолета Scaled Composites Proteus, когда он сделал визуальные и почти инфракрасные фотографии с Proteus. летал высоко над авиашоу Ассоциации экспериментальных самолетов AirVenture 99 в Ошкоше, Висконсин. Изображения были отображены на мониторе компьютера на выставке только через несколько мгновений после того, как были сделаны.
Цифровой отсканированный интерферометр (DASI) работал с Pathfinder летом 1997 года для получения интерферометрических данных изображений Гавайских островов. DASI, который возник в Вашингтонском университете и был разработан совместно с Исследовательским центром Эймса, должен был соответствовать строгим инженерным и эксплуатационным требованиям Pathfinder в отношении удаленного управления, очень легкого веса и небольшого объема, мощности. и пропускная способность.
В марте 2002 года NASA Dryden в сотрудничестве с Центром технического анализа и приложений (TAAC) Государственного университета Нью-Мексико, FAA и несколько других организаций провели летные демонстрации системы активного обнаружения, наблюдения и избегания (DSA ) для потенциального применения к БПЛА в Лас-Крусес, Нью-Мексико. Самолет Scaled Composites Proteus использовался как суррогатный БПЛА, управляемый дистанционно с земли, хотя на его борту находились пилоты-спасатели, которые выполняли взлет и посадку и любые возможные аварийные ситуации. Три других самолета, от самолетов авиации общего назначения до НАСА F / A-18, служили в качестве «кооперативных» самолетов-мишеней с работающим транспондером. В каждом из 18 различных сценариев Goodrich Skywatch HP Traffic Advisory System (TAS) на Proteus обнаруживала приближающееся воздушное движение на потенциальных курсах столкновения, включая несколько сценариев, когда два самолета приближались с разных направлений. Затем внешний пилот дал команду Proteus развернуться, набрать высоту или спуститься по мере необходимости, чтобы избежать потенциальной угрозы.
В апреле 2003 г. вторая серия демонстрационных полетов с акцентом на «не взаимодействующих» самолетах (без работающих транспондеров) была проведена в ограниченном воздушном пространстве около Мохаве, Калифорния., Снова с использованием Proteus как суррогатный БПЛА. Proteus был оборудован небольшой первичной радиолокационной системой Amphitech OASys 35 ГГц для обнаружения самолетов-нарушителей на имитируемых курсах столкновения. Данные радара передавались по телеметрии непосредственно на наземную станцию, а также через спутниковую систему Inmarsat, установленную на Proteus. Сочетание семи самолетов-нарушителей, от планера до высокоскоростного реактивного самолета, выполнило 20 сценариев в течение четырех дней, по одному или двум самолетам за раз. В каждом случае радар обнаружил самолет-нарушитель на расстоянии от 2,5 до 6,5 миль, в зависимости от радиолокационной сигнатуры нарушителя. Дистанционный пилот Протея на земле мог приказать Протею принять меры по уклонению, если это необходимо.
Эта статья содержит материал, изначально взятый из веб-статьи Грега Гебеля «Беспилотные летательные аппараты», которая существует в открытом доступе.
| url =()