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Escenarios de DARPA ARES

El Sistema Integrado Reconfigurable Aéreo ( ARES ) fue un concepto para un módulo de vuelo VTOL no tripulado que puede transportar varias cargas útiles. El concepto comenzó como TX ( Transformer ) en 2009 para un sistema de transporte independiente del terreno centrado en un vehículo terrestre que podría configurarse en un vehículo aéreo VTOL y transportar cuatro tropas. La función principal de ARES era la misma que TX, utilizar el vuelo para evitar amenazas de transporte terrestre como emboscadas y artefactos explosivos improvisados.para las unidades que no tienen helicópteros para esas misiones. Sería impulsado por ventiladores de ductos inclinables gemelos y tendría su propio sistema de energía, combustible, controles de vuelo digitales e interfaces de comando y control remotos. El módulo de vuelo tendría diferentes módulos de misión desmontables para fines específicos, incluida la entrega de carga, CASEVAC e ISR . Un módulo transportaría hasta 1400 kg (3000 lb) de carga útil. [1] [2]

En mayo de 2019, DARPA canceló el esfuerzo de investigación de ARES debido al crecimiento significativo de costos y retrasos. [3]

Transformer TX

DARPA TX (transformador)
EscribeAvión rodante
Lugar de origen Estados Unidos
Especificaciones
Largo> 30 pies (910 cm) [4]
Ancho> 260 cm (8,5 pies) [4]
Altura> 270 cm (9 pies) [4]
Tripulación4 [4]
Capacidad de carga útil1.000 libras (450 kg) [4]
Rango operacional250 NM (460 km) [4]

El DARPA TX , o Transformer , fue un esfuerzo de aeronave rodable de 5 años, trifásico [5] coordinado por DARPA para el ejército de los Estados Unidos .

El objetivo del programa Transformer (TX) era demostrar un vehículo para cuatro personas que proporcionaba una logística y una movilidad mejoradas a través de capacidades híbridas para volar / rodar. Esto presentó una capacidad sin precedentes para evitar amenazas tradicionales y asimétricas mientras evitaba las obstrucciones de la carretera. TX permitiría operaciones mejoradas de la compañía de misiones futuras con uso aplicable en huelga e incursión, intervención, interdicción , insurgencia / contrainsurgencia, reconocimiento , evacuación médica y suministro logístico. Los vehículos TX debían tener capacidad de despegue y aterrizaje vertical (VTOL) con un rango de combate mínimo de 250  millas náuticas con un solo tanque de combustible.

El enfoque principal del programa TX fue el desarrollo y demostración de un conjunto integrado de tecnologías críticas para permitir el transporte de modo dual, capacidad VTOL, rendimiento de vuelo eficiente y un rango de combate comparable al de los helicópteros actuales. Se previó que el programa demostraría, como mínimo, la capacidad de construir un vehículo terrestre que fuera capaz de configurarse en un vehículo aéreo VTOL que proporcionara un rendimiento y alcance de vuelo suficientes, mientras transportaba una carga útil que era representativa de cuatro tropas con equipo. . Los parámetros clave de rendimiento se especificaron para mostrar la utilidad operativa específica. El programa se dividió en dos tareas separadas; La Tarea A desarrollaría e integraría un vehículo completo y la Tarea B desarrollaría componentes de tecnologías críticas individuales para el vehículo completo.

Función

La Infantería de Marina , la Fuerza Aérea , las fuerzas especiales [6] y la Guardia Nacional [7] habían manifestado interés en el vehículo. Es posible que los marines hayan utilizado el Transformer como una herramienta para el concepto de operaciones mejoradas de la empresa. [8]

Los infantes de marina usarían el vehículo para asalto anfibio y potencialmente eliminarían la necesidad de vehículos anfibios que son vulnerables a las defensas de la costa y están limitados por sus bajas velocidades. A las operaciones especiales les gustaría enviar vehículos no tripulados para reabastecer a los operadores especiales y luego permitirles usar ese vehículo. [6]

Diseño

Requisitos
Movilidad

Su capacidad VTOL le dio la capacidad de evitar amenazas y obstáculos. Se requería que el TX tuviera un alcance de 250 millas náuticas (460 km) en un solo tanque de combustible que se puede obtener mediante vuelo, tierra o una combinación de ambos. [4]

Contramedidas

El vehículo debía estar ligeramente blindado, requerido solo para manejar fuego de armas pequeñas. Su capacidad VTOL le dio la capacidad de evitar amenazas. [4]

Desarrollos extranjeros

Rusia desarrollará un vehículo similar al TX para las tropas aerotransportadas rusas . El vehículo será un híbrido de un vehículo de combate ligero y un helicóptero de ataque con una tripulación de tres a cuatro personas, y se desarrollará para el 2030. [9]

Desarrollo

Imagen externa
icono de imagen Propuesta de transformador de AAI / Textron
Concepción

Al principio, DARPA no estaba interesada en los aviones tradicionales de ala giratoria , pero se podrían haber considerado los conceptos de rotor envuelto. [10]

Fase I

La primera fase consistió en estudios comerciales para evaluar tecnologías futuras [11] , así como en el diseño conceptual tanto de un prototipo como de un vehículo de producción. [5]

No se adjudicaron más de 2 contratos en la Fase I de $ 65 millones. [4] [12] Sin embargo, en septiembre solo se seleccionó la propuesta de AAI , [13] por $ 3 millones. [14] Esta propuesta se basó en la tecnología de rotor lento CarterCopter , [15] [16] [17] e incorporó la tecnología de superficies desplegables de Terrafugia . [18] [19] Se contrató al Laboratorio de Investigación del Ejército de los Estados Unidos (Dirección de Tecnología de Vehículos) para realizar el análisis del rotor. Otros socios fueron Bell Helicopter y Textron Marine & Land Systems, empresas hermanas de AAI y subsidiarias de Textron . Lockheed Martin , Piasecki Aircraft , Ricardo Inc. , Carnegie Mellon University , Pratt & Whitney Rocketdyne , Aurora Flight Sciences , ThinGap , Terrafugia y Metis Design también están conectados al proyecto. [12]

En octubre de 2010, Lockheed Martin , Piasecki Aircraft y sus socios también se conectaron a la Fase 1 del programa. [11]

Pratt & Whitney Rocketdyne recibió un contrato de 1 millón de dólares [14] para desarrollar un motor diésel llamado Enduro Core para alimentar el Transformer. [20]

Fase II - Diseño

En 2011, AAI y Lockheed fueron elegidos para continuar con la Fase II del proyecto.

Se propuso que el vehículo AAI de 7.500 libras estuviera equipado con un motor turboeje Honeywell HTS900 de 1.200 shp para alimentar cuatro motores de ruedas eléctricas o el ventilador con conductos de 56 pulgadas y hacer girar el rotor de 50 pies. La velocidad sobre el terreno fue de hasta 80 mph; el rango de velocidad de vuelo fue de 50 a 155 kt; la altitud máxima fue de 10,000 pies.

El vehículo Lockheed de 7.000 libras tenía dos motores de turboeje en un ala de 41 pies con ventiladores inclinados de 8.5 pies con conductos, dando una velocidad de vuelo de 130 kt, mientras que un motor rotativo de combustible pesado Pratt & Whitney EnduroCore acciona los cuatro motores de ruedas eléctricas para el movimiento del suelo.

En AUVSI 2012, Lockheed Martin habló abiertamente sobre su estado en el proyecto. AAI Corporation guardó silencio sobre los detalles de su participación, pero confirmó que todavía estaban en la competencia. En el momento de la exposición, ninguna de las dos empresas tenía vehículos prototipo, pero tenía diseños y modelos a escala de sus vehículos conceptuales. Anteriormente, ambos aprobaron la revisión de diseño preliminar de DARPA , que incluía modelado por computadora. El vehículo de Lockheed se basó en dos enormes turboejeventiladores y alas plegables fijados a una torreta sobre la cabina para proporcionar elevación y empuje durante el vuelo. Un componente clave es el vuelo computarizado. Debido a que será utilizado por soldados en lugar de pilotos entrenados, la operación del vehículo será mayoritariamente automatizada. Una idea es tener una pantalla de computadora para simplemente trazar puntos GPS para trazar una ruta de vuelo. Los ventiladores giran 90 grados en la torreta desde sus posiciones de almacenamiento justo delante y detrás de la cabina hasta sus posiciones en vuelo a ambos lados de la misma. El control del despegue, aterrizaje y vuelo está controlado por la computadora, aunque los soldados a bordo podrían alterar su curso o realizar un aterrizaje de emergencia. La tecnología de vuelo automatizado será similar a la utilizada por el F-35 Lightning II. Los ventiladores de los elevadores del vehículo de Lockheed brindan vuelo estacionario, mientras que los de AAI no. El vehículo de AAI podría hacerse más liviano, lo que le dio una mayor capacidad de blindaje. [21]

Fase III - Fabricación del prototipo. [5]

El equipo ganador de la Fase II producirá un Vehículo Prototipo (PV) con características limitadas, listo para volar a mediados de 2015. DARPA apunta a que un vehículo de campo (FV) con todas las funciones cueste alrededor de $ 1 millón, en comparación con $ 400,000 para un Humvee y $ 4 millones para un helicóptero ligero. [22]

Conceptos anteriores

Concepto AVX

AVX Aircraft Company propuso un concepto con rotores coaxiales. Los ventiladores con conductos estaban destinados a la propulsión tanto en el aire como en el suelo. <Hugojavierduranmiranda = autogenerated1> Rápido, Darren. "Concepto de coche volador AVX: el SUV de despegue y aterrizaje vertical" GizMag , 19 de julio de 2010. Consulta: 11 de agosto de 2012. </ref>

Logi y Trek ofrecieron el Tyrannos, un vehículo con ventilador basculante . [23]

Transición a ARES

En 2012, Lockheed y Piasecki Aircraft fueron seleccionados por su diseño que combinaba un vehículo tripulado con un módulo de vuelo no tripulado con conductos impulsado por ventilador, que podía operar por sí solo. Una revisión del programa DARPA de 2013 encontró un interés limitado en el concepto de automóvil volador entre los servicios militares, lo que provocó que el vehículo terrestre se abandonara y el programa se adaptara para usar el sistema de entrega del módulo de vuelo VTOL no tripulado como el Sistema Integrado Reconfigurable Aéreo (ARES). [24]La instalación de transporte de cápsulas contará con asistencia para cargar carga y podrá descargar de forma autónoma. El control remoto es posible, pero tendrá la capacidad de volar por sí mismo, lo que permitirá misiones de suministro en el campo de batalla que transporten carga o personal sin arriesgar a los pilotos. Lockheed afirma que su nave se puede configurar para varias misiones que incluyen reconocimiento, evacuación médica y ataque. [25] [26] [27] Es para llevar un módulo de carga útil desmontable, como una cápsula de carga, un módulo de evacuación de heridos, un vehículo ligero o incluso un bote pequeño. La sección delantera del vehículo de vuelo tiene computadoras del sistema de gestión que están controladas por una estación de control en tierra para trazar su trayectoria de vuelo. [28]

El trabajo en la Fase III comenzó en enero de 2014; Lockheed desarrollará el software de control de vuelo y Piasecki construirá el módulo y los sistemas de vuelo. Los ventiladores se accionan a través de dos turboejes alojados en la sección central. Los ventiladores de paso variable y velocidad constante y las paletas móviles en los conductos de escape proporcionan control. El módulo ARES tendrá 2,6 m (8,5 pies) de ancho, 9,1 m (30 pies) de largo con los paneles del ala exterior guardados y 13 m (42 pies) de largo desplegados. Los ventiladores de 7,5 pies (2,3 m) de diámetro estarán encerrados en conductos que inicialmente se planificaron para tener 8,5 pies de diámetro, cuya longitud puede aumentarse a 3,05 m (10,0 pies). La velocidad óptima será 130-150 nudos (150-170 mph; 240-280 km / h), con una velocidad máxima de 200 nudos (230 mph; 370 km / h), más rápido que un helicóptero con una eslinga. Una clase similar de helicóptero requeriría una zona de aterrizaje de 30,5 m (100 pies) de ancho,el doble que el de ARES, lo que hace que se puedan utilizar 10 veces más lugares de aterrizaje; Sin embargo, el ARES consumiría menos combustible que un helicóptero mientras vuela. El Ejército, la Infantería de Marina y las Fuerzas de Operaciones Especiales han mostrado interés en las demostraciones de ARES. DARPA y los contratistas deberán identificar un socio de transición si las pruebas tienen éxito.[24] [29] Lockheed esperaba pruebas de vuelo del módulo ARES en junio de 2016, [30] pero se retrasó hasta finales de 2017 porque "algunos elementos de desarrollo requerían algunas pruebas adicionales"; el tren de transmisión toma prestados los engranajes del helicóptero CH-53E , pero los propulsores, los conductos y otras partes son únicos y completamente nuevos. El demostrador tiene un peso máximo de despegue de 7,000 lb (3,200 kg) y está propulsado por dosmotores de helicóptero Honeywell HTS900 que generan cada uno 989 hp. Si bien se planea volar a 170 nudos (200 mph; 310 km / h) con un techo de 20,000 pies (6,100 m) y un radio de misión de 175 mi (282 km), se planea que la variante de producción pueda navegar a 250 nudos (290 mph; 460 km / h) con un radio de misión similar alV-22 Osprey . [31]

Referencias

  1. ^ ARES tiene como objetivo proporcionar más unidades de primera línea con capacidades VTOL adaptadas a la misión Archivado 2014-02-22 en Wayback Machine - Comunicado de prensa de Darpa, 11 de febrero de 2014
  2. ^ DARPA está desarrollando drones voladores estilo 'Transformers' - Mashable.com, 12 de febrero de 2014
  3. ^ DARPA cancela el proyecto de drones de carga ARES con Lockheed Martin . Vuelo internacional . 10 de mayo de 2019.
  4. ^ a b c d e f g h i "Vehículo aéreo transitable de despegue y aterrizaje vertical de transformador (TX)" (PDF) . DARPA . 12 de abril de 2010. Archivado desde el original (PDF) el 24 de diciembre de 2010 . Consultado el 13 de agosto de 2010 .
  5. ^ a b c El nuevo proyecto DARPA se centra en los vehículos del futuro, Armour Composites World , 6 de diciembre de 2010. Consultado: 31 de diciembre de 2010.
  6. ↑ a b James K. Sanborn (20 de septiembre de 2010). "DARPA trabaja para desarrollar un Humvee volador" . Compañía editorial del tiempo del ejército . Consultado el 20 de septiembre de 2010 .
  7. ^ Martín, Bob. Transformador: si los Humvees solo pudieran volar Archivado el 7 de diciembre de 2010 en la Wayback Machine KRQE , el 3 de diciembre de 2010. Acceso: 31 de diciembre de 2010.
  8. ^ Página, Lewis. DARPA, equipo de la Infantería de Marina de los EE. UU. Sobre el proyecto de un vehículo volador adecuado The Register , 14 de abril de 2010. Consulta: 31 de diciembre de 2010.
  9. ^ Rusia desarrollará un vehículo híbrido que combina características de vehículo blindado y helicóptero - Armyrecognition.com, 2 de agosto de 2013
  10. ^ Weinberger, Sharon. "El Pentágono elige dos empresas para construir un Humvee volador", Popular Mechanics , 27 de agosto de 2010. Consultado el 21 de diciembre de 2010.
  11. ^ a b "DARPA selecciona AAI, Lockheed Martin para el programa Transformer (TX)" Archivado el 21 de noviembre de 2010 en la Wayback Machine Defense Update , 13 de octubre de 2010. Acceso: 31 de diciembre de 2010.
  12. ^ a b Baratti, L. "Compañía de automóviles voladores etiquetada para el equipo de vehículos tácticos Transformer" Exec Digital , 18 de diciembre de 2010. Acceso: 27 de diciembre de 2010.
  13. ^ Spencer Ackerman (29 de septiembre de 2010). "Darpa se acerca un paso más a su Humvee volador" . Condé Nast Digital . Consultado el 30 de septiembre de 2010 .
  14. ^ a b Dillow, Clay. "El inesperado renacimiento del coche volador" Popular Science , 29 de octubre de 2010. Consulta: 31 de diciembre de 2010.
  15. ^ Skinner, Tony. "Textron persigue el programa 'Flying Humvee'" Shephard , 22 de julio de 2010. Consultado: 26 de noviembre de 2010.
  16. ^ Weinberger, Sharon. "El ejército de los Estados Unidos quiere un coche volador listo para el campo de batalla" Popular Mechanics , 15 de julio de 2010. Consultado el 26 de noviembre de 2010.
  17. ^ "DARPA inicia el programa Transformer (TX)" Archivado el22 de noviembre de 2010en la Wayback Machine DARPA , el 12 de octubre de 2010. Recuperado: 26 de noviembre de 2010.
  18. ^ Huang, Gregory T. "Terrafugia, Aurora Flight Sciences, Metis Design toman vuelo en el programa DARPA de $ 65 millones para diseñar Flying Humvee" Xconomy , 2 de diciembre de 2010. Acceso: 16 de diciembre de 2010.
  19. ^ McKeegan, Noel. "Terrafugia para contribuir al programa de vehículos voladores DARPA" GizMag , 30 de noviembre de 2010. Consulta: 16 de diciembre de 2010.
  20. ^ Ackerman, Spencer. "El Humvee volador de Darpa se vuelve diesel" Wired , 20 de octubre de 2010. Consulta: 31 de diciembre de 2010.
  21. ^ Dillow, arcilla. "El concepto obtiene un impulso del F-35 Joint Strike Fighter", Popular Science , 10 de agosto de 2012. Acceso: 11 de agosto de 2012.
  22. ^ Warwick, Graham. "Transformer - ¿Viene a un teatro cerca de usted?" , Aviation Week 24 de octubre de 2011. Consultado: 5 de noviembre de 2011.
  23. ^ "Armada International - Compendio - Equipo de operaciones especiales - 6-2010" p10, Armada International , 2010. Consultado: 11 de agosto de 2012.
  24. ^ a b Lockheed / Piasecki Team Tackles Cargo UAV - Aviationweek.com, 24 de febrero de 2014
  25. ↑ Lockheed Martin para construir Transformer TX - Portador de carga útil volador autónomo - Phys.org, 20 de agosto de 2013
  26. ^ DARPA está construyendo un transporte de despegue vertical autónomo para tropas, automóviles y más - Extremetech.com, 21 de agosto de 2013
  27. ^ Transformador TX de Lockheed Martin en la fase 3 del proceso de desarrollo - UASvision.com, 22 de agosto de 2013
  28. ↑ Lockheed Martin Showcases Transformer UAS - Aviationtoday.com, 13 de agosto de 2013
  29. ^ Lockheed / Piasecki van más allá de los autos voladores con ARES - Flightglobal.com, 25 de febrero de 2014
  30. ^ http://www.janes.com/article/55259/ausa-2015-lockheed-martin-ares-vtol-uav-poised-for-darpa-flight-tests
  31. ^ Drone DARPA Do-It-All entre los nuevos VTOL que se acercan al vuelo - Breakingdefense.com, 17 de octubre de 2016

Fuentes

Este artículo incorpora trabajo de https://www.fbo.gov/index?s=opportunity&mode=form&id=9b745d803c1d206f16fd6f64542eadd6&tab=core&tabmode=list&print_preview=1 , que es de dominio público ya que es un trabajo del Ejército de los Estados Unidos.

Enlaces externos

  • Página de inicio de Darpa TX
  • Sistema integrado reconfigurable aéreo (ARES)