NASA Использует Подмасштабные Летательные Аппараты для Ускорения Инноваций в Авиации

Испытания новых концепций в области авиации остаются одним из самых эффективных способов NASA продвигать знания и снижать риски.

Лаборатория подмасштабных летательных исследований Дейла Рида в Центре исследовательских полетов NASA Армстронга в Эдвардсе, штат Калифорния, поддерживает эту миссию, используя небольшие, дистанционно управляемые и автономные летательные аппараты в качестве экономически эффективных платформ для развития инновационных идей, ускорения обучения и обеспечения более плавного перехода к полноразмерным полетам.

Когда для экспериментов требуется летательная платформа, NASA предоставляет несколько дистанционно управляемых аппаратов: квадрокоптер Alta-X, дрон Dryden Remotely Operated Integrated Drone (DROID) с размахом крыльев 10 футов и многопользовательский Cub — фиксированный крылатый аппарат с размахом 14 футов и расширяемой грузоподъемностью для полетных экспериментов. Для тестирования электрических вертикальных взлетов и посадок также доступен квадрокоптер HQ-90.

После того как аппараты и эксперименты получают разрешение на операции, пилоты лаборатории поддерживают миссию, включая наземные операции и полетные действия.

Каждый сотрудник является опытным и сертифицированным пилотом подмасштабных летательных аппаратов и готов управлять уникальными, единственными в своем роде или модифицированными коммерческими летательными аппаратами в зависимости от требований миссии.

Проект NASA FireSense проводил полеты в Государственном лесу Женева, расположенном примерно в 100 милях к югу от Монтгомери, штат Алабама. Сотрудники NASA Армстронг интегрировали инструмент на дрон Alta-X и протестировали систему перед развертыванием. Затем два члена команды доставили дрон и сенсор в лес, подготовили аппарат к полету и управляли им в ходе миссии. Сенсор NASA был установлен на дроне для демонстрации того, как дистанционно управляемые аппараты могут собирать локализованные метеоданные, которые влияют на движение дыма и поведение огня. Эта информация может помочь оперативным службам улучшить процесс принятия решений при борьбе с лесными пожарами и более эффективно распределять пожарных и ресурсы.

Другие миссии проходят ближе к NASA Армстронг, такие как проект EPIC (Улучшение парашютов путем инструментирования купола). EPIC включал в себя запуск капсулы с парашютом и гибким сенсором с Alta-X. Сотрудники лаборатории управляли полетами, поддерживали полетные операции и работали с командой EPIC над проектированием и интеграцией механизма сброса парашюта и системы безопасности в аппарат.

Эти испытания продемонстрировали, что гибкий сенсор может помочь исследователям изучать супersonic парашюты. Продолжение этой работы может помочь заполнить пробелы в компьютерных моделях, делая супersonic парашюты более безопасными и надежными для доставки научных инструментов и грузов на Марс.

Лаборатория подмасштабных летательных исследований Дейла Рида использует возможности быстрого проектирования и тестирования, чтобы помочь небольшим летательным аппаратам реализовывать большие идеи. Эти концепции могут привести к будущим прорывам, поддерживающим миссии NASA в области аэронавтики, науки и исследования.

На протяжении десятилетий NASA и его партнеры продвигали технологии автоматического предотвращения столкновений. Исследования показали, что автопилот может обнаруживать и предотвращать неминуемое столкновение с землей — возможность, которая теперь помогает спасать жизни в высокопроизводительных военных самолетах США. NASA Армстронг сыграл ключевую роль в этой работе и разработал упрощенную версию, Автоматическую систему предотвращения столкновения с землей, которая была установлена на DROID для испытаний.

Система, продемонстрированная на DROID — разработанная для помощи пилотам общего назначения, а также дистанционно управляемым и автономным летательным аппаратам — показала хорошие результаты и привела к дальнейшим исследованиям в направлении версии, которая предоставляет предупреждения и указания по управлению. Офис передачи технологий NASA Армстронг работает над лицензированием этой технологии для американских компаний с целью разработки системы в качестве коммерческого продукта.

Летательный аппарат Prandtl-D (Предварительный исследовательский аэродинамический дизайн для снижения сопротивления) также был разработан, изготовлен и испытан в NASA Армстронг. Исследователи обнаружили, что его закрученный дизайн крыла может снижать сопротивление и генерировать тягу на концах крыла, продвигая концепции, которые могут поддерживать большую топливную экономию для будущих самолетов. Оригинальный Prandtl-D теперь является частью коллекции Смитсоновского национального музея авиации и космонавтики в Вашингтоне, а Prandtl-D3 находится в Научном центре Калифорнии в Лос-Анджелесе. Исследователи продолжают разрабатывать следующее поколение этого дизайна в лаборатории.

Широкий спектр возможностей лаборатории помогает преобразовывать многообещающие концепции в готовые к полетам испытательные конструкции. Это включает в себя быстрое прототипирование с использованием традиционных и современных 3D-технологий, а также процессы композитного и традиционного производства. Команда инженеров и техников также предоставляет индивидуальный дизайн компонентов и специализированное изготовление для удовлетворения уникальных исследовательских потребностей.

Лаборатория поддерживает электрическое и механическое проектирование, интеграцию аппаратного и программного обеспечения, а также процессы безопасности и готовности к полетам, необходимые для успешных миссий. Дополнительные технические объекты, такие как Отдел экспериментального производства и Экологическая лаборатория в NASA Армстронг, дополнительно усиливают эти возможности. Вместе они поддерживают разработку, тестирование и валидацию деятельности, которые способствуют достижению целей NASA в области аэронавтики и исследований.