US Air Force Airborne High-Power Laser System ziet belangrijke vooruitgang

Onlangs heeft het US Air Force Research Laboratory (AFRL) de testvluchten van een nieuw bundelgeleidingsconcept met succes afgerond. Dit concept kan worden gebruikt met een lasersysteem met gerichte energie dat in een vliegtuig is geïntegreerd.
Het team, bestaande uit personeel van AFRL's Aerospace Systems Directorate, Directed Energy Directorate op Cortland Air Force Base, New Mexico, en hoofdaannemer MZA Associates, heeft naar verluidt een low-power, subscale beam guide ontwikkeld en getest om de mogelijkheden van verschillende aerodynamische stromingen te evalueren. controletechnieken om de optische en mechanische vervormingen te verminderen die gepaard gaan met laserstralen op met hoge snelheid vliegende platforms in de lucht. optische en mechanische vervormingen geassocieerd met de laserstraal op een snel vliegend platform in de lucht.
De HARDROC beam director is een technologische sprong voorwaarts in het minimaliseren van aerodynamische degradatie", zegt Rudy Johnson, HARDROC programmamanager. "Deze serie vliegproeven heeft de effectiviteit aangetoond van flow control bij het verminderen van de aerodynamische impact van de beam director."
Onderzoekers van het US Air Force Research Laboratory (AFRL ) hebben het stroomregelsysteem in het hart van HARDROC al enkele jaren ontwikkeld. Volgens Dr. Scott Sherer, CFD-leider van het HARDROC-project, "Door gebruik te maken van geavanceerde computational fluid dynamics (CFD) simulatietechnieken, waren we in staat om luchteffecten aanzienlijk te verminderen bij zeer hoge snelheden en over een zeer groot hoekbereik. We hebben effectief gebruik gemaakt van de aanzienlijke rekentijd geleverd door het DoD High Performance Computing Modernization Office om te bepalen welke flow control-technieken zouden werken, welke het nastreven waard waren en welke niet.
In nauwe samenwerking met hun tegenhangers in het Directed Energy Directorate, putte het Aerospace Systems Directorate-team uit eerdere inspanningen op het gebied van de ontwikkeling van straalgeleiders om de technologieën die in het HARDROC-project worden gebruikt verder te ontwikkelen.
"Het voortzetten van testvluchten is een geweldige taak en prestatie voor het HARDROC-team", zegt Dr. Matthew Kemnetz, co-hoofdonderzoeker voor luchteffecten en straalcontrole bij de AFRL Directed Energy Council op Cortland Air Force Base, NM. "Deze gegevens van de vliegproeven zullen de ontwikkeling van de Airborne Beam Indicator vooruit helpen."
Hoewel geavanceerde flow control-technieken de kern vormen van het HARDROC-project, is het aanpassen van deze aerodynamica en het combineren ervan met realistische optica van cruciaal belang om de effectiviteit van het totale systeem aan te tonen.
"Op basis van de resultaten van onze computationele simulaties en windtunnelexperimenten hebben we er alle vertrouwen in dat het luchtstroomregelsysteem goed zal presteren. Maar de grote vraag in onze gedachten was of deze stroomregeltechnieken konden worden gebruikt met de gevoelige optica die nodig is voor geavanceerde gerichte energiesystemen. En HARDROC loste dat probleem snel op."
Om die antwoorden te krijgen, sloot AFRL een contract met MZA, een wereldleider op het gebied van modellering, analyse, ontwerp, ontwikkeling, integratie en testen van hoogenergetische lasers (HEL's) en geavanceerde optische systemen, om een ​​systeem op subschaal te ontwerpen dat zou kunnen worden gebruikt in een windtunnel of een vliegtuig.
Het definitieve ontwerp werd op de grond getest in een klimaatkamer en windtunnel om de functionaliteit en prestaties onder belasting te garanderen, gevolgd door de laatste testvluchten op een zakenjet in de zomer en herfst van 2022. Tijdens de testvluchten kruiste het vliegtuig met hoge snelheid terwijl verschillende sensoren werden gebruikt om aerodynamische verstoringen te meten. De gegevens laten zien dat de HARDROC-straalgeleider het operationele bereik van het door de lucht gerichte energiesysteem vergroot, door een gezichtsveld van 360-graden te bieden over een groter snelheidsbereik bij een veel kleiner formaat, gewicht en vermogen (SWaP).
De succesvolle vluchtdemonstratie van de HARDROC-koepel neemt een grote technische hindernis weg voor het bedienen van krachtige lasers op hogesnelheidsvliegtuigen in verschillende luchtmachtmissies, "zei Dr. Mike Stanek, technisch adviseur voor de Integrated Systems Division van de Aerospace Systems Council. De integratie van een kleiner formaat, gewicht en kracht HARDROC-koepel dan andere soorten integratiestrategieën zorgt ervoor dat er minder laservermogen verloren gaat aan luchteffecten, wat resulteert in verbeterde missieprestaties.