แนวทาง 'เงินส่วนตัว' ของหน่วยนวัตกรรมการป้องกันมุ่งหวังที่จะผลิตเครื่องบินทดสอบความเร็วเหนือเสียงที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างรวดเร็ว

ความเร็วที่เห็นได้ชัดในอุณหภูมิที่ร้อนจัดไม่ใช่สิ่งเดียวที่ทำให้การวิจัยไฮเปอร์โซนิกทำได้ยาก โครงสร้างพื้นฐานการทดสอบที่น้อยเกินไป ตั้งแต่อุโมงค์ลมไปจนถึงเครื่องบินทดสอบการบินจริง กำลังจำกัดการวิจัย หน่วยนวัตกรรมการป้องกันกำลังเดิมพันแนวคิดของภาคเอกชนและทุนของภาคเอกชนสามารถทำให้สิ่งต่าง ๆ เกิดขึ้นได้เร็วขึ้น

พื้นที่ หน่วยนวัตกรรมการป้องกัน (DIU) เป็นตัวเร่งการยอมรับเทคโนโลยีเชิงพาณิชย์ภายในองค์กรของเพนตากอน มีเจ้าหน้าที่ผสมกันของผู้เชี่ยวชาญด้านการทหารและเทคโนโลยี พยายามหาทางแก้ปัญหาเชิงพาณิชย์ที่ประตู ปรับขนาด และนำไปใช้กับปัญหาของกระทรวงกลาโหม

พอร์ตโฟลิโอของเทคโนโลยีไซเบอร์ เอกราช และเทคโนโลยีอวกาศ DIU สามารถเปลี่ยนไปใช้กองทัพได้เป็นหลักฐานของความสำเร็จบางอย่าง สร้างขึ้นบนคำมั่นสัญญาของผลกำไรที่จะมาถึงโดยบริษัทเอกชนที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิม โซลูชั่นเหล่านี้เกิดขึ้นและพัฒนานอกวงการป้องกันด้วยการแก้ปัญหาทางเลือกและจังหวะที่รัฐบาลไม่สามารถจับคู่ได้ นั่นคือสิ่งที่ DIU หวังที่จะแตะเพื่อย้ายการปรับใช้ไฮเปอร์โซนิกของทหารไปข้างหน้า

Barry Kirkendall ผู้อำนวยการด้านเทคนิคด้านอวกาศของ DIU กล่าวว่า "เรารู้ว่าเงินส่วนตัวกำลังถูกใช้เพื่อสร้างการขนส่งความเร็วสูง [เชิงพาณิชย์] สำหรับผู้โดยสารและสินค้า “ห้าหรือสิบปีที่แล้วนั่นไม่ใช่กรณี แต่ตอนนี้เป็นแล้ว เราต้องการใช้ประโยชน์จากการลงทุนของเอกชนนั้น บริษัทเหล่านั้นสำหรับกระทรวงกลาโหม”

ดังนั้น DIU จึงได้เปิดตัวความคิดริเริ่มที่เรียกว่า HyCAT (ความสามารถในการทดสอบทางอากาศแบบ Hypersonic และ High-Cadence) ทางบริษัทแสวงหาพันธมิตรทางการค้าเพื่อสาธิตเครื่องบินทดสอบต้นแบบที่สามารถบินและบังคับทิศทางที่มากกว่า 5 มัค บรรทุกน้ำหนักบรรทุกทดลองสองชุด ทำการบิน "ความทนทาน" และบันทึกข้อมูลประสิทธิภาพในเที่ยวบิน ผู้รับเหมาที่มีศักยภาพจะต้องบินภายใน 12 ถึง 24 เดือน

ตามมาตรฐานการวิจัยที่มีความเร็วเหนือเสียง มันเป็นหน้าต่างสั้นๆ แต่เมื่อพิจารณาจากความต้องการการทดสอบไฮเปอร์โซนิกและงานในมือที่อเมริกากำลังเผชิญอยู่ในขณะนี้ จึงต้องเป็นเช่นนั้น

Kirkendall ตั้งข้อสังเกตว่า “การวิจัยแบบ Hypersonics ในขั้นต้นใช้ประโยชน์จากโครงสร้างพื้นฐานขีปนาวุธ [ของสหรัฐฯ] ช่วงการทดสอบ โรงงาน และทีมออกแบบ” “การทำงานของขีปนาวุธไม่เคยช้าลง สิ่งที่เปลี่ยนไปคือจังหวะ [การวิจัย] เพิ่มขึ้น และด้วยเหตุนี้โครงสร้างพื้นฐานของเราไม่สามารถรับมือได้ ดังนั้นเราจึงพบว่าตัวเองกำลังพึ่งพาอุโมงค์ลมและช่วงการทดสอบที่แทบจะไม่มีเลย เราไม่สามารถสร้างโครงสร้างพื้นฐานใหม่และช่วงใหม่ได้ ดังนั้นเราจึงมองหาโซลูชันอื่น”

โครงสร้างพื้นฐานการทดสอบระดับชาติก็มีอายุมากขึ้นเช่นกัน อา รายงาน ออกเมื่อปีที่แล้วโดยสำนักงานบัญชีของรัฐบาลชี้ให้เห็นว่า 14 จาก 26 DoD, NASA และอุโมงค์ลมของกระทรวงพลังงานที่สามารถรองรับการวิจัยความเร็วเหนือเสียงได้ถูกสร้างขึ้นในปี 1970 อุโมงค์ลมของภาคเอกชนแห่งใหม่อยู่ระหว่างการก่อสร้างที่ มหาวิทยาลัยเพอร์ดู และที่อื่น ๆ แต่ค่าใช้จ่ายสูงและอีกหลายปีจะเสร็จ

ยิ่งไปกว่านั้น สิ่งอำนวยความสะดวกในการทดสอบภาคพื้นดินและในห้องปฏิบัติการไม่สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกว่ายานพาหนะที่มีความเร็วเหนือเสียงจริงที่บินได้ด้วยน้ำหนักบรรทุกที่สร้างขึ้นตามวัตถุประสงค์สามารถ อุโมงค์ลมที่มีความเร็วเหนือเสียงนั้นสั้น ยาวที่สุดใช้เวลาไม่กี่วินาที เซ็นเซอร์และเครื่องมือวัดที่สามารถวางในอุโมงค์หรือบนบทความทดสอบมีจำกัด โดยทั่วไปอนุญาตให้ "สแนปชอต" ข้อมูล มากกว่าการไหลของข้อมูลอีกต่อไป

การทดสอบการบินเพียงเล็กน้อยที่ทำกับขีปนาวุธและยานพาหนะที่มีความเร็วเหนือเสียงจำนวนหนึ่งนั้นถูกจำกัดด้วยความท้าทายจากเซ็นเซอร์ การวัดระยะทาง และพิสัยในทำนองเดียวกัน ยานพาหนะการบินที่มีความเร็วเหนือเสียงเพียงไม่กี่คันเท่านั้นที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยมีช่วงเวลานานระหว่างเที่ยวบิน ส่วนใหญ่กระเด็นลงไปในมหาสมุทรซึ่งการกู้คืนเป็นเรื่องยากที่จะเป็นไปไม่ได้

ก่อนที่จะร่วมงานกับ DIU Kirkendall ดำเนินโครงการผลกระทบด้านอาวุธนิวเคลียร์ที่ Lawrence Livermore National Laboratory เขาเปรียบเทียบการไร้ความสามารถที่ชัดเจนในการทดสอบและเครื่องมืออุปกรณ์ระเบิดนิวเคลียร์กับความท้าทายของไฮเปอร์โซนิกส์ และเตือนเราว่าการทดลองในห้องปฏิบัติการหรือการตั้งค่าการบินจำลองไม่ได้ "ปรับขนาด" อย่างถูกต้องเสมอไป

“มีขั้นตอนกลางที่ขาดหายไป เราต้องการอุโมงค์ลม มันสำคัญมาก เราต้องการการทดสอบการบินของอาวุธอย่างครบถ้วนสมบูรณ์ แต่มีช่องว่างตรงกลาง เทคโนโลยีเฉพาะการทดสอบที่ไม่ได้บูรณาการอย่างสมบูรณ์ซึ่งอาจช่วยลดความเสี่ยง นั่นคือสิ่งที่เรากำลังพยายามแก้ไข”

คำขอข้อมูล HyCAT ของ DIU (RFI) เรียกร้องให้มี "ความสามารถที่น่าสนใจ" ได้แก่ :

• เที่ยวบินขั้นต่ำสามนาทีในสภาพแวดล้อมการทดสอบที่มีความเร็วเหนือเสียงที่มีเงื่อนไขการบินที่ใกล้คงที่ อย่างน้อย 1,000 ปอนด์ต่อตารางฟุต แรงดันไดนามิก
• สามารถได้รับการรับรองให้ดำเนินการในสหรัฐอเมริกาหรือช่วงการทดสอบการบินของพันธมิตรภายใต้ข้อบังคับความปลอดภัยในการทดสอบการบินที่มีอยู่
• ความจุน้ำหนักบรรทุกทดลองรวมอย่างน้อย 20 ปอนด์ พร้อมที่พักสำหรับพลังงานไฟฟ้าบรรทุก

มีบริษัทเอกชนหลายแห่งที่มีเป้าหมายในการพัฒนาเครื่องบินโดยสารและเครื่องบินขนส่งสินค้าแบบไฮเปอร์โซนิกภายในวันที่ฟ้าครึ้มในอนาคต บางทีที่รู้จักกันดีที่สุดคือ Hermeus ซึ่งเป็น บริษัท ในแอตแลนตาที่ฉันเคยพูดถึง ก่อนหน้านี้ ซึ่งได้ใช้เงินทุน AFWERX ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ เพื่อพัฒนายานพาหนะทดสอบการบินด้วยความเร็วเหนือเสียงที่บรรทุกน้ำหนักบรรทุกได้ขนาดหนึ่งในสี่ที่เรียกว่า “ม้าควอเตอร์ฮอร์ส” ในทางที่จะสร้างเครื่องบินโดยสารที่มีความเร็วเหนือเสียง สมมติสำหรับการใช้งานของประธานาธิบดี

“บทความทดสอบรายไตรมาสและครึ่งสเกลนั้นเป็นสิ่งที่สามารถช่วยกระทรวงกลาโหมได้” Kirkendall ยืนยัน “เราไม่ต้องการเครื่องบินโดยสารที่มีความเร็วเหนือเสียงที่โตเต็มที่เพื่อทดสอบความเร็วของเสียง”

Quarterhorse มีขาขึ้นในการเป็นเที่ยวบินจริงและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ องค์ประกอบหลังเป็นสิ่งสำคัญที่ Kirkendall กล่าว ไม่ใช่เพียงเพื่อการพิจารณาด้านต้นทุนเท่านั้น “การนำกลับมาใช้ใหม่ได้เป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มจังหวะการทดสอบและทำความเข้าใจกับสิ่งที่เกิดขึ้นในการทดสอบ”

ด้วยการทำความเข้าใจว่า "เกิดอะไรขึ้น" ในการทดสอบ Kirkendall กล่าวถึงวิธีการทางนิติวิทยาศาสตร์เพื่อการวิจัยที่มีความเร็วเหนือเสียง การตรวจสอบยานพาหนะทดสอบการบินและน้ำหนักบรรทุกหลังการบินสามารถหลีกเลี่ยงข้อจำกัดในการรวบรวมข้อมูลและการวัดและส่งข้อมูลทางไกลบางส่วนที่เกี่ยวข้องกับการทดสอบความเร็วเหนือเสียง

เป็นเรื่องที่ควรค่าแก่การชี้ให้เห็นว่า DIU ไม่ได้ขอเพียงแค่เครื่องบินทดสอบที่มีความเร็วเหนือเสียงต้นแบบเท่านั้น นอกจากนี้ยังมองหาระบบการบันทึกและการวัดการบินที่ดีขึ้น ซึ่งรวมถึงเทคโนโลยีมาตรวิทยาบนชั้นบรรยากาศและอวกาศ DIU ได้นำความสามารถบางอย่างมาสู่ส่วนพับแล้ว การให้รางวัล บอลลูนสตราโตสเฟียร์ Raven Aerostar ของ Aerostar Technical Solutions ทำสัญญาสำหรับการสื่อสารและการรวมน้ำหนักบรรทุกเซ็นเซอร์เมื่อปีที่แล้ว Kirkendall และคนอื่น ๆ ที่ DIU ยังเน้นการทำงานกับสินทรัพย์ DoD ที่มีอยู่เช่น Global Hawk โดรนที่กองทัพอากาศใช้สำหรับการรวบรวมข้อมูลช่วงที่มีความเร็วเหนือเสียง

“เราคิดว่าเราจะเห็นแนวทางใหม่ๆ มากมายในการรับข้อมูลจากรถทดสอบความเร็วเหนือเสียง ซึ่งเราไม่เคยคิดมาก่อนว่าจะใช้อวกาศ ใช้บอลลูนหรืออย่างอื่น” Major Ryan Weed (USAF) ผู้อำนวยการฝ่าย ผลงานด้านอวกาศของ DIU แนวความคิดที่สร้างสรรค์เหล่านั้นก็หวังว่าจะมาจากบริษัทต่างชาติเช่นกัน

DIU ตั้งใจเปิด HyCAT ให้กับบริษัทต่างชาติเพื่อเพิ่มความเร็วในการวิจัย “เราต้องการให้คนเหล่านั้นสมัคร” Kirkendall ยืนยัน เขาคาดการณ์ล่วงหน้าจากบริษัทต่างๆ จากพันธมิตร "Five Eyes" (ออสเตรเลีย แคนาดา นิวซีแลนด์ สหราชอาณาจักร และสหรัฐอเมริกา) รวมถึงเยอรมนี ฝรั่งเศส และญี่ปุ่น

ไม่ว่าคำตอบจะมาจากไหน พวกเขาจะต้องได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียดถี่ถ้วน DIU ดำเนินการตรวจสอบสถานะเป็นกิจวัตร แต่ลักษณะที่คลุมเครือของอุตสาหกรรมอากาศยานที่มีความเร็วเหนือเสียงแบบไม่มีการป้องกัน เช่น UAM และภาคการขนส่งทางอากาศที่มีความเร็วเหนือเสียงยังไม่ได้ผลิตผลิตภัณฑ์ที่วางตลาด อาจต้องใช้ความพยายามเป็นพิเศษ

Kirkendall และ Major Reed (นักบินทดสอบของ USAF) ต่างก็เป็นผู้เชี่ยวชาญในสาขาของตน และเน้นย้ำว่า DIU ยังคงรักษาข้อกำหนดที่สูงสำหรับการประเมินความเป็นไปได้ทางเทคนิค “ที่ DIU ไม่ใช่แค่ความเป็นไปได้ทางเทคนิคเท่านั้น” รี้ดกล่าวเสริม “ยังเป็นสุขภาพของบริษัท [หุ้นส่วน] ด้วย บริษัทนั้นสามารถส่งมอบเทคโนโลยีที่พวกเขามีได้หรือไม่”

เนื่องจากเงินของเอกชนหลั่งไหลมายังบริษัทที่คล้ายคลึงกันในพื้นที่ UAM อย่างล้นเหลือ นักพัฒนาเครื่องบินที่มีความเร็วเหนือเสียงจึงอาจมีงบดุลที่ดีต่อสุขภาพมากกว่าศักยภาพในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ แต่แนวทางที่หลากหลายของ DIU ในการประเมินผู้สมัคร HyCAT ควรแยกวัชพืชออกจากแกลบ กรรมการกล่าว

Major Reed ชี้ให้เห็นว่าพวกเขาทำเช่นนั้นโดยเจตนาที่จะไม่ "ขัดขวางความก้าวหน้าของบริษัทต่อผลิตภัณฑ์ของตนเอง" เขาเห็นว่าวิธีเดียวที่ HyCAT จะประสบความสำเร็จได้คือการมุ่งเน้นไปที่โซลูชันที่การป้องกันไม่ใช่แอปพลิเคชันหลัก

เมื่อพูดถึงการสมัคร ผู้รับเหมาที่สนใจมีเวลาถึงวันศุกร์นี้ในการเสนองานให้กับ HyCAT เมื่อฉันพูดคุยกับ Kirkendall และ Reed เมื่อสัปดาห์ที่แล้ว พวกเขาได้รับข้อเสนอเพียงเล็กน้อยเท่านั้น “คุณไม่มีวันเห็นอะไรกลับมาจนกว่าจะถึงนาทีสุดท้ายที่ขมขื่น” Kirkendall รับรอง DIU คาดว่าจะได้รับคำตอบ "ไม่กี่โหล"

หากพวกเขามาในตัวเลข เงินส่วนตัวที่อยู่เบื้องหลังพวกเขาอาจจ่ายให้กับเรื่องตลกเก่า ๆ เกี่ยวกับไฮเปอร์โซนิกที่เป็น "อาวุธแห่งอนาคต" ในช่วง 60 ปีที่ผ่านมา