Nem eltűnt cirkáló: forradalmi újítások várnak ránk a hiperszonikus dróntechnológiában!

A hangsebesség ötszörösét is meghaladó sebességgel repülőgépek navigálása igazi kihívások elé állítja a szakembereket.

Ahogy az Infostart is említette, az Egyesült Államokban izgalmas kísérletek zajlanak egy innovatív drónnal, amely képes tartósan hiperszonikus sebességgel szárnyalni, majd biztonságosan landolni. Korábban az ilyen extrém sebességeket elérő járművek jellemzően súlyosan megsérültek a jelentős hőterhelés következtében, ami megakadályozta azok újrafelhasználását.

Az USA három évvel ezelőtt újraindította a hangsebesség ötszörösénél is gyorsabb repülőgép fejlesztését. A cél az, hogy olyan, többször felhasználható légijárművet hozzanak létre, amely ezzel az elképesztő sebességgel repülve képes a világűr határára, úgy 100 kilométeres magasságba emelkedni.

A program egyik legnagyobb kihívása az, hogy miként lehet megoldani egy ilyen repülőeszköz navigálását. A hiperszonikus sebességek világában a gép előtt összenyomott levegőből rendkívül magas hőmérsékletű gázburok keletkezik. Ez a gázburok hihetetlenül jól vezeti az elektromosságot, ami megakadályozza, hogy a rádióhullámok áthatoljanak rajta. Ezt a jelenséget a visszatérő űrhajók legénysége is tapasztalja, amikor a sűrű légkörbe való ereszkedés során a járművük rádiókapcsolata perceken át megszakad. A kapcsolat csak akkor áll helyre, amikor a visszatérő egység már annyira lelassult, hogy a plazmaburok eltűnik a környezetéből.

Mivel a navigációs műholdak rádiójelekkel küldik a tájékozódáshoz szükséges adatokat, ha egy jármű sebessége átlépi a hang terjedésének ötszörösét, ez az összeköttetés is megszakad. Vagyis a GPS-alapú vezérlés nem működik a hiperszonikus sebesség elérése után. Olyan módszer kell az irányításhoz, amely teljesen független mindenféle külső adatszolgáltatástól. Erre a legmegfelelőbb a GPS előtti időkben széles körben használt inerciális, vagyis tehetetlenségi navigáció.

Úgy működik, hogy a fedélzeten lévő érzékelők folyamatosan mérik a repülgépre ható gyorsulás értékeit. A rendszer a felszállás helyének ismert pozíciójából indulva méri a repülés közben bekövetkező változásokat, és ezekből számítja ki a gép aktuális helyzetét. Persze a pontatlansága az indulás után folyamatosan nő, hiszen a mérési, számítási hibák összeadódnak. Általában óránként pár száz méteres eltérésről van szó. Ezért időnként ismert navigációs pontok segítségével újra kell kalibrálni. Előnye viszont, hogy külső tényezőktől függetlenül működik.

Az amerikai Northrop Grumman vállalat főmérnöke nemrégiben a Defense News számára nyilatkozott, és elmondta, hogy olyan innovatív rendszert fejlesztettek ki, amely sokkal pontosabban képes nyomon követni a nagy sebességű repülőeszközök pozícióját, mint a korábbi megoldások. Jonathan Green hangsúlyozta, hogy ez a berendezés forradalmi lépést jelent a független, mégis rendkívül precíz navigációs megoldások irányába. Kiemelte, hogy a Talon-A2 (TA-2) hiperszonikus drón mindkét repülése során magával vitte ezt az új, inerciális mérőegységként (Inertial Measurement Unit - IMU) ismert műszert, amely a jövő navigációs technológiáinak alapját képezheti.

Különösen hangsúlyozták, hogy az IMU zökkenőmentesen átvészelte a nagy sebességű repülés során fellépő hatalmas erőhatásokat és a rendkívül magas hőmérsékletet. A főmérnök felfedte, hogy ezt a berendezést egy korábbi, űrhajók számára kifejlesztett navigációs eszköz alapján alakították ki. A súlyát és méreteit jelentősen csökkentették, miközben a pontosságát is javították. A Northrop Grumman berendezésének titkai persze szigorúan őrzöttek, de valószínű, hogy a szerkezet különösen érzékeny szenzorokkal és kiemelkedően gyors számítógépekkel van felszerelve.

Jonathan Green nem osztotta meg, hogy az eszköz fejlesztése a Pentagon megbízásából történik-e, vagy saját elképzeléseik alapján valósul meg. Annyit árult el, hogy a siker titka a Talon-A2 hiperszónikus drón, mivel ennek segítségével valós körülmények között tudják tesztelni az IMU működését.