Drones experimentales Hermeus Quarterhorse: camino al hipersonido
UAV Quarterhorse Mk 0 experimentado en pruebas, enero de 2024.
No solo los líderes están involucrados en hipersónicos en los Estados Unidos. aviación y la industria de cohetes, pero también empresas jóvenes creadas específicamente para este tipo de proyectos. Una de ellas es Hermeus Corporation, fundada a finales de la década pasada. Actualmente trabaja en la línea de aviones experimentales Quarterhorse. Con su ayuda, se planea adquirir experiencia y crear tecnologías para el desarrollo de aviones hipersónicos completos.
Conceptos y experimentos.
Hermeus Copr. (Atlanta, Georgia) fue fundada en 2018 por ex empleados de varias grandes organizaciones de fabricación de aviones y jóvenes profesionales. Su tarea principal fue declarada ser la creación de plataformas aéreas polivalentes con velocidades de vuelo hipersónicas, adecuadas para su uso en el ámbito militar y civil. Ya en las primeras etapas de su actividad, la empresa presentó varios conceptos de este tipo de equipos.
Sin embargo, al comprender el nivel de sus capacidades y competencias, la compañía decidió no comenzar con el desarrollo de un proyecto completo de avión hipersónico. Primero decidieron realizar la investigación necesaria, luego, basándose en sus resultados, crear una técnica experimental y solo después pasar a la tarea principal.
Producto Mk 0, vista trasera
La dirección de aviones comenzó con investigaciones en stands y túneles de viento. Luego planearon desarrollar secuencialmente varios vehículos experimentales no tripulados para pruebas en tierra y en vuelo. Estos diseños se denominaron colectivamente Quarterhorse, lo que refleja la necesidad de alcanzar la máxima velocidad de vuelo sin requerir requisitos de alto alcance.
La segunda área de trabajo fue la creación de un motor para volar Quarter Horses. Basándose en los resultados de la investigación, decidieron utilizar un sistema de ciclo mixto que combina motores turborreactores y estatorreactores. Esta arquitectura se menciona en el nombre del proyecto: Chimera (“Quimera”).
Se planeó utilizar todos los procesos tecnológicos y de diseño modernos en nuevos proyectos que podrían acelerar el desarrollo y la creación de prototipos. El diseño y cálculo de estructuras se realizó de forma electrónica; en la fabricación de productos experimentales se utilizaron tecnologías aditivas, principalmente impresión 3D a partir de metales, etc.
Serie experimental
Los estudios preliminares se completaron en 2021-22, lo que permitió a Hermeus avanzar en el desarrollo y construcción del producto Quarterhorse Mk 0. Este dron estaba destinado únicamente a pruebas en tierra en forma de rodajes y recorridos, lo que simplificó su empaque y también aceleró. desarrollo y montaje. El UAV Mk 0 terminado se presentó en octubre de 2023.
UAV Quarterhorse Mk 1 experimentado
Después de las pruebas de fábrica, en enero de 2024, el dispositivo fue transportado al Complejo de Desarrollo de Ingeniería Arnold (AEDC) de la Fuerza Aérea. En su aeródromo se llevaron a cabo una serie de pruebas en tierra con maniobras en la pista, recorridos a diferentes velocidades, etc. El objetivo de dichas pruebas era comprobar los sistemas de control, partes de los elementos de la estructura del avión, trenes de aterrizaje, etc. en condiciones suaves y sin el estrés de un vuelo completo.
Al mismo tiempo, se estaba desarrollando el primer UAV volador, denominado Quarterhorse Mk 1. Su diseño es similar al modelo anterior, pero se diferencia por un equipamiento más completo correspondiente a las próximas pruebas. Su montaje finalizó a finales de marzo y el Racehorse Mk 1 se está preparando para las pruebas preliminares en tierra, tras las cuales comenzarán los vuelos de prueba.
Es curioso que este UAV, a pesar de su característico exterior, sea subsónico. Su tarea es demostrar el funcionamiento de los sistemas a bordo, pero no alcanzar altas velocidades de vuelo. Al mismo tiempo, la reducción del rango de velocidades operativas permitió simplificar el diseño y acelerar las pruebas antes de la siguiente etapa.
Motor Chimera de la primera versión en prueba.
La experiencia de los proyectos Quarterhorse Mk 0 y Mk 1 se utilizará en la etapa final de desarrollo del próximo laboratorio volador con índice Mk 2. Este será un UAV supersónico completo con una velocidad máxima de aproximadamente 4M. Se espera que el Quarterhorse Mk 2 se construya antes de finales del próximo 2025, y las pruebas de vuelo comenzarán poco después. Sin embargo, aún no se puede anunciar el momento para alcanzar los modos supersónicos y alcanzar velocidades máximas.
Paralelamente al trabajo en el avión, se llevó a cabo el desarrollo del motor Chimera. Su primera versión se construyó sobre la base del motor turborreactor de serie General Electric J85. El producto original se complementó con un circuito de flujo directo de diseño propio. En el otoño de 2022, se probó dicho motor y se confirmó su capacidad de funcionar en dos modos.
Actualmente se está desarrollando un motor Chimera II más grande y potente. Se basó en el motor Pratt & Whitney F100. Este motor está destinado al futuro UAV supersónico Mk 2 y a los aviones hipersónicos posteriores. El desarrollo y las pruebas de dicho producto deben completarse antes de finalizar la construcción de un laboratorio volador no tripulado, es decir, durante 2025
La aparición del futuro supersónico Quarterhorse Mk 2
rasgos técnicos
Los tres Quarter Horses tienen una arquitectura y un diseño similares, pero difieren en la composición de unidades y dispositivos, tamaños y capacidades. El primer Mk 0 experimental es en realidad un UAV de vuelo Mk 1 incompletamente ensamblado. El próximo Mk 2 es similar a una modificación ampliada y rediseñada de su predecesor, conservando algunas de las características anteriores y recibiendo algunas características nuevas.
El prototipo de vuelo completo Quarterhorse Mk 1 es un avión no tripulado del tamaño de un avión de combate moderno. Está construido según un diseño aerodinámico normal con un ala en flecha y una cola completa. Se utiliza un fuselaje en forma de huso de alta relación de aspecto con una sección de nariz característica. Su parte superior tiene forma de medio cono, y debajo hay una entrada de aire con entrada biselada. Al parecer, así imitaron el diseño y la aerodinámica de un avión hipersónico.
En la cola del UAV se encuentra un motor turborreactor General Electric J85, que también se utiliza como base para la instalación combinada Chimera. Debido a la naturaleza de las pruebas futuras, se decidió prescindir del motor completo del nuevo modelo, que simplemente no podría mostrar todo su potencial.
Concepto de avión militar multifunción Darkhorse
El Quarter Horse Mk 1 está equipado con un sistema de control remoto para control desde una estación de control terrestre. A través de un canal bidireccional, el UAV recibirá comandos y transmitirá telemetría, señales de video, etc. Se supone que el abandono de un avión tripulado en favor de un UAV permitirá recopilar toda la información necesaria sin riesgo para las personas.
El prototipo Quarterhorse Mk 0, destinado a pruebas en tierra, era un UAV Mk 1 sin terminar. Tenía el paquete de potencia principal del fuselaje, pero no recibió todo el revestimiento y la cola. En este caso se utilizaron sistemas a bordo, centrales eléctricas y equipos de control estándar.
El futuro prototipo Mk 2 será significativamente diferente de los dos anteriores. Está previsto hacerlo más grande y construirlo según el diseño "sin cola" con ala delta. Además, recibirá una entrada de aire frontal con un cuerpo central cónico. Las dimensiones, el peso y las características estimadas de dicho producto aún no se han anunciado y solo hablan de la velocidad de vuelo prevista.
Perspectivas hipersónicas
Como parte de la serie de laboratorios voladores Quarterhorse, Hermeus Corp. planea alcanzar solo altas velocidades de vuelo supersónicas. Al mismo tiempo, probar dichos equipos ayudará a acumular experiencia y encontrar tecnologías a partir de las cuales se crearán en el futuro aviones hipersónicos completos. El trabajo a gran escala en esta dirección comenzará en la segunda mitad de la década, después de probar la serie actual de vehículos aéreos no tripulados.
Aspecto estimado del avión de pasajeros Halcyon
Hasta la fecha, la empresa ha presentado dos conceptos de tecnología hipersónica. El primero se llamó Darkhorse y, evidentemente, será una continuación directa del trabajo actualmente en marcha. Este proyecto propone la construcción de un avión opcionalmente tripulado, de gran tamaño y pesado, con dos motores Chimera II. Se considera una plataforma para acomodar diversas cargas militares.
El concepto de avión de pasajeros Halcyon se ha propuesto para clientes civiles. Este avión será similar al Darkhorse, pero tendrá un ala diferente y un motor de cuatro motores. Según los cálculos, un vuelo de Londres a Nueva York, independientemente del número de pasajeros, tardará sólo una hora y media.
Grandes planes
La empresa Hermeus Corp., a pesar de su corta experiencia y sus capacidades limitadas, está haciendo todo lo posible para adquirir la experiencia necesaria y posteriormente crear aviones hipersónicos en toda regla. Al mismo tiempo, la empresa utiliza un enfoque interesante: crea constantemente prototipos más complejos, acercándolos gradualmente al resultado final.
Hasta la fecha se ha probado un prototipo "terrestre" simplificado y en un futuro próximo despegará el primer aparato volador. Si no encuentra dificultades ni problemas, el próximo año comenzarán los vuelos de un UAV supersónico experimental. Aún no está claro qué tan exitosa será finalmente la serie de proyectos Quarterhorse. Sin embargo, la empresa desarrolladora es optimista y espera que resuelvan todos los problemas y contribuyan al surgimiento de los próximos proyectos Darkhorse y Halcyon.
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