Введение

Экспериментальный самолет

Scaled Composites Model 281 Proteus – это самолет с тандемным расположением крыльев, предназначенный для полетов на большой высоте с длительной продолжительностью, разработанный Бертом Рутаном для изучения возможности использования самолетов в качестве высотных ретрансляторов связи. Proteus – многоцелевое средство, способное нести различные полезные нагрузки на нижнем фюзеляжном пилоне. Proteus обладает исключительно эффективной конструкцией и может находиться в воздухе, кружась вокруг одной точки на высоте более 19 800 метров на протяжении более 18 часов. В настоящее время принадлежит компании Northrop Grumman.

Проектирование и разработка

Proteus имеет полностью композитный фюзеляж с конструкцией типа «сэндвич» из графитовой эпоксидной смолы. Его размах крыльев составляет 77 футов (23 м), который может быть увеличен до 92 футов (28 м) при установке съемных законцовок крыла. Proteus – это самолет с возможностью управления как пилотами, так и в беспилотном режиме, обычно пилотируемый двумя пилотами в герметичной кабине. Однако он также способен выполнять свои задачи в полуавтономном режиме или дистанционно с земли. В рамках проекта NASA по исследованию окружающей среды и технологии датчиков (ERAST), Центр летных исследований Драйдена NASA оказал помощь Scaled Composites в разработке сложной системы автоматического удержания позиции и системы передачи данных по спутниковой связи (SATCOM) для передачи данных о характеристиках и полезной нагрузке Proteus. Крыло Proteus было адаптировано для использования на самолете-носителе Model 318 White Knight, который является системой запуска космического аппарата Tier One от Rutan и DARPA X-37. Летные испытания Proteus начались с первого полета 26 июля 1998 года в аэропорту Мохаве и продолжались до конца 1999 года. В июне Proteus впервые был представлен на международной арене, дебютировав на Парижском авиасалоне. Он совершил беспосадочный перелет из Бангора, штат Мэн, в Париж. В течение недели авиасалона он выполнял полеты ежедневно, демонстрируя свои возможности в качестве платформы для телекоммуникаций. Proteus в настоящее время является обладателем ряда мировых рекордов FAI по высоте (класс: C1 e: самолеты наземного базирования 3000–6000 кг, группа: 3, турбореактивные), установленных в сотрудничестве с NASA Dryden. Максимальная достигнутая высота составила 63245 футов (19277 м) в октябре 2000 года. Proteus был включен в список "100 лучших разработок 1998 года" журналом Time 21 декабря 1998 года.

Эксплуатационная история

Благодаря многоцелевому характеру самолета, он принимал участие в ряде важных исследовательских проектов и миссий. Scaled Composites, полностью принадлежащее дочернее предприятие Northrop Grumman, активно предлагает самолет в качестве исследовательской платформы и опубликовало руководство пользователя по планированию предлагаемых миссий.

Angel Technologies HALO

Proteus первоначально задумывался как телекоммуникационная платформа для высотных, длительных полетов (HALO). Proteus должен был стать первым из серии самолетов, создаваемых компанией Scaled Technology Works в Монтрозе, штат Колорадо (планируемое выделение из Scaled Composites, которое впоследствии было отменено). Самолет предназначался для несения антенны длиной 14 футов (4 метра), которая проходила летные испытания осенью 1999 года и летом 2000 года, включая ретрансляцию видеоконференции во время полета самолета над Лос-Анджелесом. Однако проект не был реализован, и последующие серии самолетов так и не были построены.

Камера ARTIS

Небольшая камера Airborne Real Time Imaging System (ARTIS), разработанная компанией HyperSpectral Sciences, Inc. в рамках проекта ERAST NASA, была продемонстрирована летом 1999 года, когда с ее помощью были сделаны визуальные и ближние инфракрасные фотографии с самолета Proteus, летевшего на большой высоте над авиашоу AirVenture 99, организованным Ассоциацией экспериментальной авиации в Ошкоше, штат Висконсин. Изображения отображались на компьютерном мониторе на выставке практически сразу после съемки.

Валидация NAST

Первой научной миссией Proteus стало размещение в марте 2000 года прибора Airborne Sounder Testbed – Interferometer (NAST I) Национальной системы полярных орбитальных операционных спутников для экологического мониторинга в рамках интенсивного операционного периода изучения облаков над площадкой Департамента энергетики для испытаний облаков и радиации (CART). Полеты, базировавшиеся в Стилвелле, штат Оклахома, включали 30 часов налета в течение полутора недель, в ходе которых характеризовались свойства облаков и проводилась валидация прибора. Затем, в сентябре и октябре 2000 года, в период интенсивного изучения водяного пара, Proteus и NAST совершили валидационные полеты, изучая водяной пар в верхних слоях тропосферы и выполняя пролеты под спутником Terra.

Проект ARM-FIRE AFWEX

В ноябре-декабре 2000 года Proteus выполнял полеты в рамках программы Министерства энергетики США по измерению атмосферного излучения (ARM) и связанных с ней экспериментов по исследованию водяного пара. Полеты были по существу аналогичны тем, что выполнялись в ходе валидационных полетов NAST в период интенсивных наблюдений за водяным паром.

NASA TRACE-P

В рамках миссии TRACE P (Транспорт и химическая эволюция над Тихим океаном) в марте 2001 года Proteus вновь использовался для перевозки капсулы NAST. Самолет отработал 126 часов в полете, осуществляя вылеты с баз на Аляске, Гавайях и в Японии и собирая данные совместно с наземными, аэростатными и спутниковыми измерительными комплексами над Северным полюсом в марте 2001 года.

НАСА КЛАМС

Протеус участвовал в программе NASA Chesapeake Lighthouse & Aircraft Measurements for Satellites (CLAMS) в июле и августе 2001 года, осуществляя вылеты из лётного центра NASA Wallops. В рамках проекта использовался ряд различных самолетов для разработки методов измерения характеристик океана и оценки концентрации аэрозолей.

Лейзерная мишень в воздухе

В феврале 2002 года Proteus нес 9-метровую гондолу, которая использовалась в качестве мишени для разработки системы воздушного лазера Boeing YAL 1. В гондоле было более 2000 небольших отверстий, содержащих оптические датчики для обнаружения лазерного луча. Из-за ограничений в графике работы с другими заказчиками Proteus, система Airborne Laser так и не провела фактический летный тест с целевой системой Proteus. Вместо этого целевая система была разработана и интегрирована в самолет NKC 135 Big Crow и использовалась для большинства испытаний системы Airborne Laser.

Система ERAST DSA

В марте 2002 года NASA Dryden, в сотрудничестве с Центром технического анализа и приложений Университета штата Нью-Мексико (TAAC), FAA и рядом других организаций, провел летные демонстрации активной системы обнаружения, наблюдения и уклонения (DSA) для возможного применения в беспилотных летательных аппаратах (БПЛА) в Лас-Крусесе, штат Нью-Мексико. Это являлось частью проекта NASA ERAST. Proteus использовался в качестве суррогатного БПЛА, управляемого дистанционно с земли, хотя на борту находились пилоты, ответственные за взлет и посадку, а также за реагирование на любые потенциальные чрезвычайные ситуации. Три других самолета – от самолетов общего назначения до NASA F/A 18 – выступали в роли "кооперативных" самолетов-целей, оборудованных действующими транспондерами. В каждом из 18 различных сценариев система Goodrich Skywatch HP Traffic Advisory System (TAS), установленная на Proteus, обнаруживала приближающийся воздушный трафик на потенциальных курсах столкновения, включая несколько сценариев с двумя самолетами, сближающимися с разных направлений. Дистанционный пилот затем давал Proteus команды на поворот, набор высоты или снижение для избежания потенциальной угрозы. В апреле 2003 года была проведена вторая серия летных демонстраций, посвященная "некооперативным" самолетам (не оборудованным действующими транспондерами), в ограниченном воздушном пространстве вблизи Мохаве, штат Калифорния, вновь с использованием Proteus в качестве суррогатного БПЛА. Proteus был оснащен небольшой радиолокационной системой Amphitech OASys 35 ГГц для обнаружения потенциальных самолетов-нарушителей на имитируемых курсах столкновения. Данные радара передавались непосредственно на наземную станцию, а также через спутниковую систему Inmarsat, установленную на Proteus. Семь самолетов-нарушителей – от планеров до высокоскоростных реактивных самолетов – выполнили 20 сценариев в течение четырех дней, по одному или два самолета за раз. В каждом случае радар обнаруживал нарушителя на расстоянии от 2,5 до 6,5 миль (10 км), в зависимости от радиолокационной сигнатуры нарушителя. Дистанционный пилот Proteus на земле мог давать команды Proteus на выполнение маневра уклонения при необходимости.

IHOP 2002 год

Международный проект H2O (IHOP 2002) представлял собой полевой эксперимент, проходивший на южной равнине Великих равнин Соединенных Штатов с 13 мая по 25 июня 2002 года. Основной целью IHOP 2002 была более точная характеристика четырехмерного (4D) распределения водяного пара и его использование для улучшения понимания и прогнозирования конвекции. В рамках этого проекта проводились полеты с использованием Голографического воздушно-вращающегося лидарного прибора НАСА. Полеты осуществлялись в координации с самолетами Lockheed P-3 и DC-8.

NASA Crystal-FACE

В июле 2002 года Proteus участвовал в эксперименте Crystal FACE, проводя измерения тропических перистых облаков, с базой в Ки-Уэсте, Флорида, и осуществляя полеты до Белиза. Для этого этапа проекта самолет был оснащен 3-метровыми (10 футов) предкрылками и 4,1-метровыми (13 1/2 футов) законцовками крыла.

ARM-UAV

Proteus использовался в нескольких проектах в рамках программы измерения атмосферного излучения Министерства энергетики США (DOE) и Национальных лабораторий Сандии для изучения перистых облаков в верхних слоях атмосферы.

Космический трапец

В мае и июне 2005 года компания Transformational Space Corp., или t/Space, провела лётные испытания концепции отделения ракеты с использованием Proteus от Scaled Composites. 13 мая был выполнен полёт с подвешенной ракетой, а макет ракеты был сброшен трижды – 24 мая, 7 июня и 14 июня над авиабазой Эдвардс. Макет представлял собой модель в масштабе 23% от размеров предлагаемой четырёхместной капсулы (обозначаемой как CXV) и её ускорителя QuickReach II, произведённого AirLaunch LLC. Целью этих испытаний была демонстрация концепции системы воздушного сброса t/Space Trapeze/Lanyard (TLAD).

Разработка модели 395

Northrop Grumman использует Proteus для исследования новых технологий БПЛА, поскольку его можно управлять из кабины пилота, с наземной станции управления или в полуавтономном режиме. Scaled, в партнерстве с Northrop Grumman, предлагает полностью беспилотную версию Proteus, обозначенную как Model 395, в рамках конкурса на поставку беспилотных систем для ВВС США (Hunter Killer). В случае победы, этот аппарат должен был быть испытан в 2007 году. 24 февраля 2005 года Proteus стал первым бомбардировщиком, разработанным Scaled, осуществив сброс инертной 500-фунтовой бомбы над авиабазой Неллис в штате Невада.

Радар Global Hawk

27 апреля 2006 года самолет Proteus был испытан с крупным обтекателем, предназначенным для размещения опытной версии системы Multi Platform Radar Technology Insertion Program, или MP RTIP. Это перспективная радиолокационная система с синтезированной апертурой большой дальности и высокого разрешения для обнаружения наземных и воздушных целей, разрабатываемая для использования на беспилотном летательном аппарате RQ-4 Global Hawk. По своим размерам – длине и лобовой площади – этот обтекатель является одним из самых крупных полезных грузов, которые когда-либо перевозил Proteus. Фактические летные испытания системы MP RTIP начались в конце сентября 2006 года, при этом первый полет был выполнен на высоте 22000 футов (6706 метров).