جنرال أتوميكس ألتوس

إن طائرة جنرال أتوميكس ألتوس هي مركبة جوية بدون طيار ، مصممة لأغراض البحث العلمي، تم بناؤها بواسطة شركة جنرال أتوميكس لأنظمة الطيران (GA-ASI). ^{[ 1 ]}

طائرة ألتوس (اسمها مشتق من اللاتينية ويعني "عالية") هي نسخة مدنية من طائرتي GNAT-750 و MQ-1 بريداتور . ورغم تشابههما في المظهر، تتميز ألتوس بجناحين أطول قليلاً، وهي مصممة لحمل أجهزة أخذ عينات الغلاف الجوي وغيرها من الأدوات اللازمة لمهام البحث العلمي المدني، بدلاً من معدات الاستطلاع العسكرية التي تحملها طائرات بريداتور. ويمكنها حمل ما يصل إلى 150  كيلوغرامًا من أجهزة الاستشعار وغيرها من الأدوات العلمية في حجرة حمولة مثبتة في مقدمتها، وهو موقع مصمم لضمان عدم تأثر الهواء الذي يتم أخذ عينات منه بواسطة أجهزة الاستشعار بالحرارة أو الملوثات الناتجة عن عادم المحرك. وتستمد ألتوس طاقتها من محرك بنزين روتاكس 912 رباعي الأسطوانات، مع توفير تدفق هواء إضافي بواسطة شاحن توربيني من صنع شركة Thermo-Mechanical Systems, Inc. في كانوغا بارك، كاليفورنيا. ^{[ 2 ]}

قامت شركة GA-ASI ببناء طائرتين من طراز Altus حتى الآن: Altus I، المجهزة بشاحن توربيني أحادي المرحلة ، لصالح كلية الدراسات العليا البحرية ، و Altus II، المزودة بشاحن توربيني ثنائي المرحلة، لصالح وكالة ناسا في إطار مشروع ERAST .

أُنجزت طائرة ألتوس 1 في أوائل عام 1997، وحلّقت في سلسلة من رحلات التطوير في مركز درايدن لأبحاث الطيران في أغسطس من العام نفسه. صُممت هذه الرحلات التجريبية لإثبات قدرة الطائرة التجريبية على التحليق على ارتفاعات تزيد عن 40,000 قدم لفترات طويلة. وفي رحلتها الأخيرة في 15 أغسطس، وصلت ألتوس 1 إلى ارتفاع 43,500 قدم، وهو رقم قياسي لطائرة يتم تشغيلها عن بُعد بمحرك مكبسي مُعزز بشاحن توربيني أحادي المرحلة. ^{[ 3 ]}

كان لتطوير مركبة ألتوس 2 هدفان رئيسيان: أن تكون منصة اختبار لمفاهيم الأداء والدفع التي تُفضي إلى تطوير طائرات مستقبلية مُسيّرة عن بُعد أو ذاتية القيادة، مُصممة لمهام علمية على ارتفاعات عالية، وتقييم جدواها العملية كمنصة محمولة جواً لمثل هذه المهام. استُخدمت مركبة ألتوس 2 للتحقق من التقنيات التي ستؤدي إلى مركبة طويلة المدى (من 12 إلى 72 ساعة) وعلى ارتفاعات عالية، قادرة على حمل حمولة علمية تزن 330 رطلاً. شملت الجهود العمل على دمج المحرك، وتقنيات وإجراءات عمليات الطيران، والهياكل خفيفة الوزن، ودمج الحمولة العلمية، وإثبات جدوى المهمة العلمية. ^{[ 2 ]}

أجرت طائرة ألتوس 2، وهي أول طائرة من بين الطائرتين اللتين تم إنجازهما، رحلتها الأولى في 1 مايو 1996. وبفضل محركها المُعزز في البداية بشاحن توربيني أحادي المرحلة، وصلت ألتوس 2 إلى ارتفاع 37,000  قدم خلال سلسلة رحلاتها التطويرية الأولى في درايدن في أغسطس 1996. وفي أكتوبر من ذلك العام، شاركت ألتوس 2 في دراسة قياس الإشعاع الجوي (ARM-UAV) في أوكلاهوما، والتي أجرتها مختبرات سانديا الوطنية لصالح وزارة الطاقة. وخلال تلك الرحلات، سجلت ألتوس 2 رقماً قياسياً في مدة التحليق الفردي للطائرات المُسيّرة عن بُعد، حيث تجاوزت 26 ساعة. وفي أكتوبر 1996 أيضاً، سجلت ألتوس 2 رقماً قياسياً في مدة التحليق للطائرات المُسيّرة التي تحمل حمولات علمية، حيث أمضت أكثر من 24 ساعة على الارتفاع المطلوب خلال دراسة ARM-UAV.

بعد إجراء تعديلات وتحسينات كبيرة، شملت تركيب شاحن توربيني ثنائي المراحل بدلاً من وحدته الأصلية أحادية المرحلة، وخزان وقود أكبر، وزيادة سعة التبريد البيني، عادت طائرة ألتوس 2 إلى حالة الطيران في صيف عام 1998. كان الهدف من رحلاتها التجريبية التطويرية هو تحقيق أحد أهم معايير الأداء من المستوى الثاني ضمن برنامج ERAST التابع لناسا: تحليق طائرة تعمل بمحرك مكبسي تعمل بالبنزين، ويتم التحكم بها عن بُعد، لعدة ساعات على ارتفاع 60,000 قدم أو ما يقاربها. في 5 مارس 1999، حافظت ألتوس 2 على تحليقها على ارتفاع 55,000 قدم أو أعلى لمدة ثلاث ساعات، ووصلت إلى أقصى ارتفاع للكثافة يبلغ 57,300 قدم خلال المهمة. ^{[ 4 ]}

في وقت لاحق من ذلك الربيع، نفّذت طائرة ألتوس 2 سلسلة أخرى من مهمات الطائرات المسيّرة المزودة بأجهزة استشعار. وتمّ تسجيل خصائص يصعب قياسها لسحب السمحاق العالية ، والتي قد تؤثر على ظاهرة الاحتباس الحراري، باستخدام أجهزة مصممة خصيصًا لهذا الغرض، وذلك أثناء تحليق ألتوس على ارتفاع 50,000 قدم قبالة جزيرة كاواي في هاواي . تعكس السحب الطاقة الشمسية الواردة إلى الفضاء، وتمتصّ في الوقت نفسه الإشعاع الحراري طويل الموجة من سطح الأرض، مما يحافظ على تلك الحرارة في الغلاف الجوي. وستساعد البيانات المستقاة من هذه الدراسة العلماء على فهم أفضل لكيفية عمل هذين الدورين المزدوجين للسحب في عكس وامتصاص الطاقة الشمسية، وبناء نماذج مناخية عالمية أكثر دقة .

في سبتمبر 2001، استُخدمت طائرة ألتوس 2 بدون طيار كمنصة تجريبية لعرض قدرات الاستشعار والتصوير عن بُعد، والتي تُمكّن من رصد البؤر الساخنة في حرائق الغابات ونقل البيانات في الوقت الفعلي تقريبًا عبر الإنترنت إلى قادة فرق الإطفاء. وقد أُجريت هذه التجربة، بقيادة مركز أبحاث ناسا أميس ، فوق منشأة التطوير التابعة لشركة GA-ASI في إل ميراج، كاليفورنيا، جنوب كاليفورنيا.

في صيف عام ٢٠٠٢، مثّل القمر الصناعي ألتوس ٢ منصةً جويةً لدراسة ألتوس لكهربة السحب الركامية (ACES)، بقيادة الدكتور ريتشارد ج. بليكيسلي من مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا . ركّزت تجربة ACES على جمع القياسات الكهربائية والمغناطيسية والبصرية للعواصف الرعدية. ستساعد البيانات التي جُمعت العلماء على فهم تطور العواصف الرعدية ودورات حياتها، مما قد يُتيح لخبراء الأرصاد الجوية التنبؤ بدقة أكبر بموعد وصول العواصف المدمرة.

• في الخامس من سبتمبر عام 1996، حقق ألتوس أفضل إنجاز شخصي له بالوصول إلى ارتفاع 37000 قدم لأكثر من ساعتين.
• أكتوبر 1996: سجلت شركة ألتوس رقماً قياسياً في التحمل للطائرات بدون طيار التي تحمل حمولات علمية في رحلة استغرقت 26 ساعة.
• صيف عام 1997: وصل ألتوس إلى ارتفاع 43500 قدم خلال رحلات التطوير.
• ربيع 1998: عودة ألتوس إلى اختبار الطيران
• مارس 1999: حلقت طائرة ألتوس لمدة 3 ساعات فوق 55000 قدم و 8 ساعات على ارتفاع 50000 قدم.
• 23 يوليو 1999: حلقت طائرة ألتوس إلى ارتفاع 55000 قدم على مدى 4 ساعات.

الخصائص العامة

• السعة: تصل إلى 150  كجم (330  رطلاً) في حجرة الأنف
• الطول: 23  قدمًا و7  بوصات (7.2  متر)
• طول الجناح: 54  قدمًا و2  بوصة (16.5  مترًا)
• مساحة الجناح: 131 قدم  مربع  (12.2  متر ^مربع )
• نسبة العرض إلى الارتفاع : 24:1
• الوزن الإجمالي: 2130  رطل (966  كجم)
• سعة خزان الوقود: 92 جالون  أمريكي  (348  لترًا)
• المحرك: 1 × محرك Rotax 912 رباعي الأسطوانات مبرد بالماء ذو ​​مكابس متقابلة أفقياً مع شاحن توربيني ثنائي المراحل، بقوة 100  حصان (75  كيلو واط).
• المراوح: مروحة دافعة ثنائية الشفرات

أداء

• السرعة القصوى: 100  عقدة (120  ميل في الساعة، 190  كم/ساعة)
• سرعة الإبحار: 70  عقدة (81  ميلاً في الساعة، 130  كم/ساعة)
• المدى: 400  نمي (460  ميل، 740  كم)
• القدرة على التحمل: حوالي 24 ساعة، حسب الارتفاع
• سقف الخدمة: 65000  قدم (20000  متر)
• حمولة الجناح: 16.3  رطل/  قدم مربع (80  كجم/م ² )

• إم كيو-1 بريداتور
• GNAT-750
• مشروع إيراست

• فهرس صور ألتوس التابع لناسا
• صفحة دراسة ناسا ACES على الويب
• بيان صحفي من شركة GA بشأن نشر شركة Altus في هاواي