Быстрее скорости звука: Новая система управления для самолётов

А если испытательный самолёт беспилотный, только компьютерная система способна им управлять.

Инженеры Университета Огайо разработали как раз такую программу системы управления, которая адаптируется к изменяющимся условиям во время полёта.

Правительственные организации на протяжении десятилетий работают над созданием транспортных средств, которые могли бы преодолеть скорость звука. Последние гиперзвуковые прямоточные воздушно-реактивные двигатели – ВРД – сжигают воздух вместо топлива, и могут быть использованы для транспортировки человека в космос или для кругосветных полётов за какие-то несколько часов.

Недавний успех гиперзвукового реактивного самолёта X-43, НАСА, стимулировал исследования в сфере системы управления для таких аппаратов, утверждает Лиза Фиорентини, докторант электротехники и вычислительной техники Университета Огайо.

Она вместе с профессором Андреа Серрани занимаются разработкой новой системы управления в сотрудничестве с Научно-исследовательской лабораторией ВВС США (ARFL) в АБ ВВС Райт-Паттерсон в Огайо.

Система управляет и самолётом и траекторией и сохраняет стабильность на протяжении полёта, объяснила Фиорентини. Датчики измеряют факторы, такие как высота, скорость и ускорение, а регулятор поддерживает стабильность и курс реактивного самолёта.  

“Так как самолёты пока беспилотные, нам приходится готовить всё заранее – предвидеть любую возможную случайность во время полёта. Регулятор работает действительно быстро. На скорости в 10 раз выше скорости звука, стоит упустить лишь секунду, и самолёт уже значительно отклонился от курса”.

Разработчики использовали уравнения, которые описывают динамику полёта и поведение сверхзвуковых самолётов. Они создали ряд алгоритмов, которые затем были встроены в бортовой компьютер сверхзвукового самолёта.

Гиперзвуковые самолёты благодаря своей форме способны захватывать кислород из атмосферы во время полёта, чтобы сжигать водородное топливо, которое уже находится на борту. Это устраняет необходимость в тяжёлых кислородных баках и позволяет самолёту переносить больше груза, чем обычная ракета.

НАСА рассматривало гиперзвуковые самолёты в качестве замены космического шаттла для полётов на Международную Космическую Станцию. Проект X-43 был закрыт в 2004, в связи с тем, что космическое агентство изменило приоритеты в направлении лунной космической программы.

Но технология всё ещё находится в разработке в военном и коммерческом секторах. Гиперзвуковые самолёты могут быть использованы для доставки снарядов к движущимся целям; на таком самолёте можно пролететь расстояние в половину земного шара меньше чем за час.

 

Экспериментальный гиперзвуковой самолёт X-43A. (Изображение: NASA Dryden Flight Research Center)