АҚШ Әуе күштерінің Ұшу динамикасы зертханасының тарихы

Кіріспе

АҚШ Әуе күштерінің Ұшу динамикасы зертханасы (немесе жай ғана Ұшу динамикасы зертханасы) Райт-Паттерсон әуе базасында орналасқан және Әуе күштерінің Райт зертханасының құрамында. Зертхана 1997 жылы Әуе күштерінің Ғылыми-зерттеу зертханасына біріктірілді. FDL-дің 1988 қаржы жылына арналған жоспарында зертхананың міндеттері туралы былай делінген: Ұшу динамикасы зертханасы (FDL) Wright Aeronautical Laboratories (AFWAL) Әуе күштерінің құрамына кіреді, ол төрт зертханадан тұратын ұйым және Wright Patterson AFB OH орналасқан Аэронавигациялық жүйелер басқармасының бөлігі болып табылады. FDL құрылымдар мен динамика, көлік құралдарының жабдықтары/кіші жүйелері, ұшуды басқару және аэромеханика салаларындағы әуе кемелері үшін АҚШ Әуе күштерінің технологиялық бағдарламаларын жоспарлауға, жасауға және іске асыруға жауапты. FDL ғылым мен технологиядағы перспективті бағыттарды зерттеу арқылы жоғары техникалық деңгейді сақтайды, бұл Әуе күштері жүйелерін әзірлеуде мүмкіндіктерді кеңейтеді және технологиялық жаңалықтарға дайындықты қамтамасыз етеді.

Дәрелістік және аэроэластикалық құрылғы

Вибрация және аэроэластикалық кешен (VIAER) әртүрлі ұшақтардың, зымырандардың және жердегі техникалық қолдау құралдарының динамикалық мәліметтерін жинау мен талдауға көмектесті.

Жобалар

Ұшу динамикасы зертханасы FDL 23 ұшағын жасады, ол 2-ші буынның қашықтан басқарылатын ұшағы (RPA) болды. 1970 жылдардың басында WPAFB-дегі Әскери-әуе күштерінің Ұшу динамикасы зертханасы Әскери-әуе күштері мұражайынан екі Ryan Model 147G барлау дронын алды. Мақсаты – жоғары маневрлік ұшуды зерттеу және жоғары өнімді қашықтан басқарылатын ұшақтың экипажды ұшақтар сияқты тапсырмаларды орындай алатынын анықтау болды. 147G бұл үшін өте қолайлы болды, себебі оның кеңейтілген мұрын бөлігі, жабдықтарға арналған, алдыңғы FireBee нұсқаларына қарағанда қуаттырақ қозғалтқышы және үлкен қанаты болды. Бұл ұшақтар бастапқыда жасырын, жоғары биіктіктегі бақылау үшін жобаланған. Жаңартылған ұшақ күшейтілген қанатты қораппен, белсенді рульмен, Cohu мұрындық видеокамерасымен, Vega цифрлық басқару/деректер байланысымен, жылдамдық тежегіштерімен және Lear Sieglar цифрлық пропорционалды автопилотымен жабдықталды. Өзгертілген дрон бастапқыда FDL 23, кейін XQM 103 деп аталды. Алты тұтқындық және алты еркін ұшу сынақтары жүргізілді, нәтижесінде ұшақ соңғы конфигурациясында 10G бұрылыстарды орындай алды. Бесінші миссияда қозғалтқыш білігі 10G күшінде бүгіліп, компрессор корпусына соқтығысып, қозғалтқышты зақымдады. Алтыншы миссияда ұшақ жердегі командаларды қабылдаудан бас тартып, Лос-Анджелестің солтүстігіндегі тауларда аз зақыммен өздігінен қалпына келді. Бағдарлама сәтті аяқталды және барлық даму мақсаттарына жетті. Цифрлық автопилот және басқару/командалық жүйе сияқты бірнеше жаңа жүйелер өндірістік дрон бағдарламаларына енгізілді. RPA-ны истребитель миссияларында пайдаланудың басты шектеуі – видео бақылау жүйесінің болмауы болды, бұл маневр жасайтын нысаналарды қадағалауды өте қиын етті. Болашақта ұшаққа нысананы табу үшін видео және инфрақызыл тракерлерді қосу жоспарланған. Қашықтан басқару станциясының (RPS) дизайны да революциялық болды, онда F 106 истребителінің, өнеркәсіптік басқару элементтерінің және NASA спутниктік басқару станциясының элементтері қолданылды. Жүйелік жобалау тұжырымы екі адамнан тұратын экипажді талап етті: қашықтан басқарушы және қашықтан ұшу инженері, бұл F 4 және F 14 сияқты екі адамдық истребительдердегі экипажға ұқсас. RPS ұшқыш станциясында мұрын камерасының көрінісі және жылжымалы картасы бар екі монитор орналасқан. Ұшқыш ұшақты Apollo ғарыш кемесіне ұқсас 3 осьті басқару таяғымен басқарды. Ұшу инженері бейне дисплейді, борттағы жүйенің жұмысын және қалпына келтіру командаларын басқарды. Ол FPS 16 іздеу радаримен байланыстырылған ұшақтың ұшу кезіндегі телескоптық камералық көрінісі бар мониторды қарады. Бағдарлама аяқталғаннан кейін ұшақ Юта штатындағы Дугвей сынақ полигонына тапсырылды және Eagle Range кіреберісіндегі статикалық экспонатқа айналды. Кейіннен ұшақ қозғалтқышызсыз Эдвардс әуе базасында оптиканы сынау үшін тұтқындық сынақ платформасы ретінде пайда болды. Бағдарлама жетекшісі Джон Сиберг, жоба жетекшісі капитан Рас Рекордс, ал әскери-әуе күштерінің екі сынақ ұшқышы майор Мел Хиаши және майор Скип Холм болды. Майор Холм кейіннен P 51 "Dago Red" ұшқышы ретінде жоғары өнімділіктегі ұшақ жарыстарында өзін таныстырды және әлемдік шексіз чемпионатта жеңіске жетті.

The Flight Dynamics Laboratory developed the FDL 23, a 2nd generation Remotely Piloted Aircraft (RPA). In the early 1970s, two Ryan Model 147G reconnaissance drones were requisitioned from the Air Force Museum by the Air Force Flight Dynamics Laboratory at WPAFB to investigate high maneuverability flight and discover whether a high performance remotely piloted aircraft could perform some of the same missions as crewed aircraft. The 147G was particularly suited for this since it had an extended nose section for equipment, a more powerful engine, and a larger wing than previous FireBee variants. These aircraft were originally designed for covert, high altitude surveillance. The redesigned aircraft was fitted with a reinforced wingbox, an active rudder, a Cohu nose video camera, a Vega digital control/data link, speed brakes, and a Lear Sieglar digital proportional autopilot. The modified drone was originally designated the FDL 23 and later the XQM 103. Six captive and six free flight test flights were performed, with the aircraft able to perform 10G turns in its final configuration. On its fifth mission, the engine shaft bent at 10 G's and impacted the compressor housing, damaging its engine. On its sixth mission, the aircraft refused to accept ground commands and self recovered in the mountains north of Los Angeles with minor damage. The Program was completed successfully, and met all of its development objectives. Several major new systems including the digital autopilot and the command/control system were adopted by production drone programs. The major limitation to using the RPA for fighter missions was the lack of a video tracking system, which made tracking maneuvering targets extremely difficult. Future plans for the aircraft included a combination video and infrared tracker for target acquisition. The design of the remote pilot station (RPS) was also revolutionary, featuring elements of the F 106 fighter, industrial controls, and NASA satellite control station designs. The overall system design concept required a two person crew with a Remote Pilot and Remote Flight Engineer, similar to crew assignments for two man fighters like the F 4 and F 14. The RPS Pilot station had two monitors with a nose camera view and a moving map display. The pilot controlled the aircraft with a 3 axis control stick, similar to the Apollo spacecraft. The flight engineer controlled video display, on board system operation, and recovery commands. He viewed a monitor with a telescopic camera view of the aircraft in flight, linked to the FPS 16 tracking radar. At the conclusion of the program, the aircraft was donated to the Dugway Proving Ground in Utah, and became a static display at the entrance to Eagle Range. This aircraft reappeared at Edwards AFB without the engine as a captive test platform for optics testing. The Program Manager was John Seaberg, the project manager was Capt. Rus Records, and the two Air Force test pilots were Maj. Mel Hyashi and Maj. Skip Holm. Maj. Holm later distinguished himself on the high performance aircraft racing circuit as the pilot of the P 51 "Dago Red" in which he won the world Unlimited championship.