مشروع فالكون التابع لداربا

رسم توضيحي لمرحلة إعادة دخول مركبة الاختبار فائقة السرعة (HTV) 2

كان مشروع داربا فالكون (تطبيق القوة والإطلاق من الولايات المتحدة القارية) مشروعًا مشتركًا من جزأين بين وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (داربا) والقوات الجوية الأمريكية ، وهو جزء من برنامج الضربة العالمية السريعة . [ 1 ] هدف الجزء الأول من المشروع إلى تطوير نظام إطلاق صغير (SLS) قادر على تسريع أسلحة الانزلاق فرط الصوتية، بالإضافة إلى إطلاق أقمار صناعية صغيرة إلى مدار أرضي. أما الجزء الثاني، فهدف إلى تطوير أنظمة أسلحة فرط صوتية (HWS): سلاح انزلاق فرط صوتي عالي الأداء قصير المدى، كان يُعرف سابقًا باسم المركبة الجوية المشتركة X-41 (CAV)، والذي يمكن إطلاقه من مركبات الإطلاق المستهلكة (ELV)، أو مركبات الإطلاق القابلة لإعادة الاستخدام (RLV)، أو مركبات الرحلات فرط الصوتية (HCV)، أو مركبات المناورة الفضائية (SMP)، بالإضافة إلى طائرة رحلات فرط صوتية طويلة المدى تُسمى مركبة الرحلات فرط الصوتية (HCV). أُعلن عن هذا البرنامج ذي الجزأين في عام 2003 واستمر حتى عام 2006. [ 2 ]

يركز البحث الحالي ضمن مشروع فالكون على اختبارات الطيران للنموذجين التجريبيين HTV-1 وHTV-2، وهما نموذجان تقنيان يعتمدان على الانزلاق المعزز، وذلك لتطوير المركبة الجوية المشتركة X-41 (CAV)، بالإضافة إلى اختبار HTV-3 لتطوير مركبة الطيران فائقة السرعة (HCV). أُجريت أول رحلة تجريبية للنموذج التجريبي HTV-2 في 22 أبريل 2010، بينما أُجريت الرحلة الثانية في 11 أغسطس 2011، حيث بلغت سرعة الطيران 20 ماخ. انتهت كلتا الرحلتين قبل الأوان. [ 3 ] [ 4 ]

كانت طائرة HTV-3X بلاك سويفت ، المشتقة من HTV-3، نموذجًا تقنيًا تجريبيًا لمركبة النقل الثقيلة (HCV)، حيث كانت تقلع من المدرج وتتسارع إلى سرعة ماخ 6 (7400 كم/ساعة؛ 4600 ميل/ساعة) قبل إتمام مهمتها والهبوط مجددًا. وُقِّعت مذكرة التفاهم بين وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) والقوات الجوية الأمريكية (USAF) بشأن بلاك سويفت في سبتمبر 2007. لم تحصل بلاك سويفت HTV-3X على التمويل اللازم، وأُلغي المشروع في أكتوبر 2008. [ 5 ]   

التصميم والتطوير

المشاريع السابقة

كان الهدف دائمًا هو القدرة على إطلاق مركبة فضائية من الولايات المتحدة القارية، قادرة على الوصول إلى أي مكان على سطح الأرض في غضون ساعة إلى ساعتين. وكان برنامج X-20 Dyna-Soar في عام 1957 أول برنامج معترف به علنًا، على الرغم من أنه كان سيُطلق عموديًا على متن صاروخ ثم ينزلق عائدًا إلى الأرض، كما يفعل مكوك الفضاء ، بدلًا من الإقلاع من مدرج. في الأصل، كان من المُخطط أن يكون مكوك الفضاء عملية مشتركة بين القوات الجوية الأمريكية، وقد بُنيت مرافق إطلاق عسكرية منفصلة في قاعدة فاندنبرغ الجوية بتكلفة باهظة، لكنها لم تُستخدم قط. بعد برنامج DynaSoar المفتوح للقوات الجوية الأمريكية من عام 1957 إلى عام 1963، أصبحت الطائرات الفضائية سرية للغاية. في منتصف الستينيات، بدأت وكالة المخابرات المركزية العمل على طائرة تجسس عالية السرعة تُسمى مشروع إيزينغلاس . تطور هذا المشروع إلى راينبيري ، وهو تصميم لطائرة استطلاع تُطلق من الجو بسرعة 17 ماخ، والذي أُلغي لاحقًا. [ 6 ]

بحسب هنري ف. كوبر ، مدير مبادرة الدفاع الاستراتيجي ("حرب النجوم") في عهد الرئيس ريغان، استهلكت مشاريع المركبات الفضائية 4  مليارات دولار من التمويل في سبعينيات وثمانينيات وتسعينيات القرن الماضي (باستثناء مكوك الفضاء). ولا يشمل هذا المبلغ ميزانيات الخمسينيات والستينيات لمشاريع ديناسور، وإيسينغلاس، وراينبيري، وأي مشروع مركبة فضائية قد يظهر في القرن الحادي والعشرين ضمن مشروع فالكون. وصرح أمام الكونغرس الأمريكي عام 2001 بأن كل ما حصلت عليه الولايات المتحدة مقابل تلك المليارات من الدولارات هو "مركبة محطمة، ومركبة معروضة في حظيرة الطائرات ، وبعض نماذج اختبار السقوط، وعروض ثابتة". [ 7 ] وقد خُصص لمشروع فالكون 170  مليون دولار أمريكي في ميزانية عام 2008. [ 8 ]

هايبرسور

كان مشروع هايبرسور مشروعًا أمريكيًا لطائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت، طُوِّر في مختبر لورانس ليفرمور الوطني (LLNL). وكان من المفترض أن تكون قادرة على الطيران بسرعة تقارب 12 ماخ (6700  ميل في الساعة)، مما يسمح لها بالانتقال بين أي نقطتين على سطح الأرض في أقل من ساعتين. وكان من المتوقع أن تكون هايبرسور طائرة ركاب قادرة على القفز خارج الغلاف الجوي لتجنب احتراقها فيه. وكانت الرحلة من شيكاغو إلى طوكيو (10123 كيلومترًا) تستغرق 18 قفزة، أي 72 دقيقة. وكان من المخطط استخدام محركات تعمل بالهيدروكربونات خارج الغلاف الجوي، بالإضافة إلى تقنية محركات نفاثة تجريبية. [ 9 ] وفي عام 2002، دُمِج المشروع مع مركبة إكس-41 الجوية المشتركة التابعة لسلاح الجو الأمريكي لتشكيل برنامج فالكون. [ 10 ]

فالكون

كان برنامج فالكون (تطبيق القوة والإطلاق من الولايات المتحدة القارية) الذي أُعلن عنه في عام 2003 يتألف من عنصرين رئيسيين: مركبة إطلاق صغيرة لحمل الحمولات إلى المدار أو إطلاق حمولة منصة الأسلحة فرط الصوتية، والمركبة فرط الصوتية نفسها. [ 2 ]

مركبة إطلاق صغيرة

في عام 2003، طرحت وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) مناقصة لمشروع فالكون، طالبت الشركات بتقديم عروض لتطوير المركبات المقترحة في المرحلة الأولى، على أن يتم اختيار مورد واحد أو أكثر لبناء وإطلاق مركبة إطلاق فعلية. وشملت الشركات التي فازت بعقود تطوير المرحلة الأولى، والتي تراوحت قيمتها بين 350,000 و540,000 دولار أمريكي في نوفمبر 2003، ما يلي: [ 11 ]

نظام أسلحة فرط صوتية

فاز ثلاثة متنافسين بالمرحلة الأولى من تطوير نظام الأسلحة فوق الصوتية  في عام 2003، حيث حصل كل منهم على عقد بقيمة 1.2 إلى 1.5 مليون دولار لتطوير المركبات فوق الصوتية: [ 11 ]

  • شركة أندروز سبيس، سياتل، واشنطن.
  • شركة لوكهيد مارتن، شركة لوكهيد مارتن للطيران، بالمدايل، كاليفورنيا.
  • شركة نورثروب غرومان، أنظمة القتال الجوي، إل سيغوندو، كاليفورنيا.
رسم توضيحي لـ HTV-2 من داربا

حصلت شركة لوكهيد مارتن على العقد الوحيد للمرحلة الثانية من برنامج نظام الأسلحة فرط الصوتية (HWS) في عام 2004، وذلك لتطوير التقنيات وتقليل المخاطر التقنية في البرنامج. [ 11 ] تمثلت المرحلة الثانية من تطوير نظام الأسلحة فرط الصوتية في إجراء سلسلة من اختبارات الطيران باستخدام مجموعة من مركبات تكنولوجيا فرط الصوت الانزلاقية المعززة (HTVs). [ 12 ]

  • HTV-1: طائرة شراعية فائقة السرعة ذات أداء منخفض، كان من المقرر في الأصل أن تحلق في سبتمبر 2007، ولكن تم إلغاؤها الآن لأنه تبين أنه من غير الممكن تصنيع الحواف الأمامية. [ 13 ]
  • HTV-2 : طائرة شراعية فائقة السرعة عالية الأداء، حلقت لأول مرة في 22 أبريل 2010 ولكن فُقد الاتصال بها بعد فترة وجيزة من انفصال الصاروخ المعزز، [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] وحلقت للمرة الثانية في 11 أغسطس 2011 ولكن فُقد التحكم بها بعد بداية مسار الطائرة الشراعية.
  • HTV-3: طائرة شراعية تفوق سرعتها سرعة الصوت، تتضمن تقنيات لطائرة رحلات تفوق سرعتها سرعة الصوت قابلة لإعادة الاستخدام، ثم تم تطويرها في HTV-3X، وتم إلغاؤها الآن.

بالتوازي مع ذلك، خُصص جزء من العمل للتطوير المفاهيمي لمركبة طيران فائقة السرعة (HCV) قادرة على قطع مسافة 9000 ميل بحري (17000  كم) في ساعتين بحمولة 12000  رطل (5500  كجم). [ 17 ] وكان من المفترض أن تحلق على ارتفاعات عالية وتصل سرعتها إلى 9 ماخ .

HTV-3X بلاك سويفت

تم اشتقاق طائرة بلاك سويفت من طائرة HTV-3 واقترحت عرضًا تقنيًا لطائرة قابلة لإعادة الاستخدام قادرة على الطيران بسرعة تفوق سرعة الصوت، وقد صممتها شركة لوكهيد مارتن سكونك ووركس وبوينغ وشركة ATK . [ 18 ]

أعلنت القوات الجوية الأمريكية أن "مركبة بلاك سويفت التجريبية ستُزوَّد بمحرك توربيني ومحرك نفاث ، أي وحدة توليد طاقة متكاملة. يُسرِّع المحرك التوربيني المركبة إلى حوالي 3 ماخ قبل أن يتولى المحرك النفاث زمام الأمور ويرفع سرعتها إلى 6 ماخ." [ 19 ] وسيتولى الدكتور ستيفن ووكر، نائب مدير مكتب التكنولوجيا التكتيكية في وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA)، تنسيق المشروع. وقد صرّح لموقع القوات الجوية الأمريكية الإلكتروني،

سأقوم أيضًا بالتواصل مع شركتي لوكهيد مارتن وبرات آند ويتني بشأن مدى أهمية وضع الخطة التقنية موضع التنفيذ  ... أحاول بناء الجسر في بداية البرنامج - لجعل مسار الاتصال يتدفق.

كما صرح الدكتور ووكر،

نحتاج إلى تجربة بعض المركبات فائقة السرعة - أولاً المركبات التي يمكن استهلاكها، ثم المركبات التي يمكن إعادة استخدامها - لإثبات لصناع القرار أن هذا ليس مجرد حلم ... لن نتغلب على الشكوك حتى نرى بعض المركبات فائقة السرعة تحلق.

في أكتوبر 2008، أُعلن أن برنامج HTV-3X أو Blackswift لم يحصل على التمويل اللازم في ميزانية الدفاع للسنة المالية 2009، وتم إلغاؤه. [ 5 ] [ 20 ]

اختبار الطيران

مسارات اختبار الطيران للمركبتين HTV 2a و 2b

قامت وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) ببناء مركبتين من طراز HTV-2 لإجراء اختبارات طيران في عامي 2010 و2011. أُطلقت مركبة فالكون HTV-2 بنجاح مرتين، إلا أن المركبتين فُقدتا لاحقًا بسبب عطلٍ ناتج عن انقطاع الاتصال، مما أدى إلى تحطمهما في المحيط.

كان صاروخ مينوتور 4 الخفيف هو الصاروخ المعزز لرحلة HTV-2، حيث كانت قاعدة فاندنبرغ الفضائية (المعروفة باسم قاعدة فاندنبرغ الجوية من عام 1957 إلى 2021 [ 21 ] ) بمثابة موقع الإطلاق. خططت وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) للرحلات التجريبية لعرض أنظمة الحماية الحرارية وخصائص التحكم الديناميكي الهوائي. [ 5 ] [ 14 ] وقد حظيت الرحلات التجريبية بدعم من وكالة ناسا ، ومركز أنظمة الفضاء والصواريخ ، وشركة لوكهيد مارتن ، ومختبرات سانديا الوطنية ، ومديريات المركبات الجوية والفضائية التابعة لمختبر أبحاث القوات الجوية (AFRL).

أُطلقت أول رحلة تجريبية للمركبة HTV-2 في 22 أبريل 2010. [ 14 ] وكان من المقرر أن تقطع المركبة مسافة 7700 كيلومتر (4800 ميل) عبر المحيط الهادئ إلى جزيرة كواجالين بسرعة 20 ماخ. [ 22 ] وقد تكللت عملية الإطلاق بالنجاح، إلا أن التقارير أشارت إلى فقدان الاتصال بالمركبة بعد تسع دقائق من بدء المهمة. [ 23 ] [ 24 ] وفي منتصف نوفمبر، كشفت وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA) أن الرحلة التجريبية انتهت عندما أصدر نظام الطيار الآلي المحوسب "أمرًا بإنهاء الرحلة". ووفقًا لمتحدث باسم الوكالة، "عندما يكتشف النظام الموجود على متن المركبة سلوكًا غير مرغوب فيه أو غير آمن أثناء الطيران، فإنه يُجبر نفسه على القيام بدوران وانحراف مُتحكم بهما للهبوط مباشرة في المحيط". وقد أظهرت المراجعات أن المركبة بدأت في الدوران بعنف. [ 25 ] 

أُطلقت رحلة ثانية في 11 أغسطس/آب 2011. انفصلت المركبة غير المأهولة فالكون HTV-2 بنجاح عن الصاروخ المعزز ودخلت مرحلة الانزلاق، لكنها فقدت الاتصال بالتحكم مجددًا بعد حوالي تسع دقائق من بدء رحلتها الانزلاقية المخطط لها بسرعة 20 ماخ لمدة 30 دقيقة. [ 26 ] أشارت التقارير الأولية إلى أنها اصطدمت عمدًا بالمحيط الهادئ على طول مسار رحلتها المخطط له كإجراء احترازي. [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] اعتقد بعض المحللين أن الفشل الثاني سيؤدي إلى إعادة هيكلة برنامج فالكون. [ 30 ]

إعادة التركيز

في يوليو 2013، قررت وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA) عدم إجراء اختبار طيران ثالث للمركبة HTV-2، نظرًا لكفاية البيانات التي جُمعت من الرحلتين الأوليين، ولأن إجراء اختبار آخر لم يكن ليُوفر بيانات إضافية قابلة للاستخدام مقابل التكلفة. وقد وفرت الاختبارات بيانات حول ديناميكا الهواء أثناء الطيران وتأثيرات درجات الحرارة العالية على الغلاف الجوي. واستمر العمل على المركبة HTV-2 حتى صيف 2014 لإجراء المزيد من الدراسات حول الطيران فائق السرعة. وكانت المركبة HTV-2 آخر جزء نشط من برنامج فالكون. وقد حوّلت وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA) تركيزها في البرنامج من الضربات الاستراتيجية العالمية إلى الانتشار التكتيكي عالي السرعة لاختراق الدفاعات الجوية وضرب الأهداف بسرعة من مسافة آمنة. [ 31 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. "الولايات المتحدة تبحث عن إجابات بعد فشل طائرة أسرع من الصوت" . Space-travel.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أبريل 2018 .
  2. 1 2 تطبيق قوة فالكون وإطلاقها من الولايات المتحدة القارية إعلان الوكالة العامة (BAA) المرحلة الأولى كتيب معلومات مقدم العرض (PIP) لطلب BAA 03-35 مؤرشف في 27-11-2008 في Wayback Machine . داربا، 2003.
  3. "فالكون إتش تي في-2" . وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 سبتمبر 2021 .
  4. «طائرة عسكرية فائقة السرعة تصل إلى سرعة 20 ماخ قبل تحطمها في المحيط، بحسب وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA)» . space.com . 18 أغسطس 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 سبتمبر 2021 .
  5. 1 2 3 "برنامج فالكون لعرض التكنولوجيا HTV-3X Blackswift Test Bed" مؤرشف بتاريخ 20-12-2010 في Wayback Machine . داربا، أكتوبر 2008.
  6. تم أرشفة مادة إيزينغلاس بتاريخ 14 يونيو 2006 في موقع Wayback Machine . astronautix.com
  7. شهادة كوبر مؤرشفة بتاريخ 29 يوليو 2007 على موقع Wayback Machine . tgv-rockets.com
  8. الإنفاق على أسلحة الفضاء في ميزانية الدفاع للسنة المالية 2008 (مؤرشف بتاريخ 13 مارس 2007 في أرشيف الإنترنت ). cdi.org
  9. "المراسلات الداخلية: 10-12-01-hypersoar.HTML" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2013-03-03 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2016-01-21 .
  10. "X-41 CAV" . Designation-systems.net . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أبريل 2018 .
  11. ١ ٢ ٣ برنامج فالكون التابع لسلاح الجو الأمريكي وداربا. مؤرشف بتاريخ ٣٠ أغسطس ٢٠٠٨ في موقع Wayback Machine . Air-attack.com. تاريخ الاسترجاع: ٥ فبراير ٢٠١٢.
  12. " برنامج فالكون لعرض التكنولوجيا: صحيفة حقائق " مؤرشف بتاريخ 21-12-2016 في Wayback Machine . داربا ، يناير 2006.
  13. «مشاريع الطائرات الأمريكية الأسرع من الصوت تواجه تغييراً مع حث الكونجرس لمكتب التكنولوجيا المشترك» مؤرشف في 6 سبتمبر 2008 على موقع Wayback Machine . مجلة فلايت إنترناشونال ، 30 مايو 2006.
  14. 1 2 3 "إطلاق أول صاروخ مينوتور 4 لايت من قاعدة فاندنبرغ الجوية" . القوات الجوية الأمريكية، 22 أبريل 2010.
  15. "فشل طائرة شراعية أمريكية تفوق سرعة الصوت في أول رحلة تجريبية" مؤرشف بتاريخ 15 ديسمبر 2012 في أرشيف الإنترنت . وكالة فرانس برس ، 27 مارس 2010.
  16. غراهام وارويك (24 أبريل 2010). "لم تتصل مركبة HTV-2 التابعة لوكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) بالأرض" . أسبوع الطيران. مؤرشف من الأصل في 17 نوفمبر 2011. تم الاطلاع عليه في 5 فبراير 2012 .
  17. "نجاحات اختبارات الدفع والمواد تضع انطباعًا إيجابيًا حول آفاق فالكون" . أسبوع الطيران ، 22 يوليو 2007.
  18. وارويك، غراهام (24 يوليو 2008). "بوينغ تنضم إلى لوكهيد مارتن في مشروع بلاك سويفت". مؤرشف في 18 أبريل 2012 على موقع Wayback Machine . أسبوع الطيران ، 24 يوليو 2008. تاريخ الاسترجاع: 28 مارس 2010.
  19. لورنز الثالث، فيليب (17 مايو 2007). "مسؤول في داربا: مركز تطوير وتطوير الطيران "حاسم" لتقدم تقنيات فرط الصوت" . قاعدة أرنولد الجوية . مؤرشف من الأصل في 15 أبريل 2010. تم الاطلاع عليه في 28 مارس 2010 .
  20. تريمبل، ستيفن. "داربا تلغي منصة اختبار بلاك سويفت فائقة السرعة". مؤرشف في 20 مايو 2011 على موقع Wayback Machine . فلايت جلوبال ، 13 أكتوبر 2008. تم الاطلاع عليه في 28 مارس 2010.
  21. "قاعدة فاندنبرغ الجوية" . القواعد العسكرية . 30-11-2012. مؤرشف من الأصل في 10-10-2014.
  22. ليتل، جيفري. "سرعة 20 ماخ أو لا شيء، أبحاث الأسلحة قد تُنتج طائرة فضائية حقيقية". رابط قديم مؤرشف بتاريخ 1 يناير 2013 على archive.today . مجلة الفضاء والطيران، 1 سبتمبر 2007.
  23. كلارك، ستيفن. "إطلاق صاروخ مينوتور الجديد في رحلة شبه مدارية". مؤرشف بتاريخ 25 أبريل 2010 في أرشيف الإنترنت . spaceflightnow.com، 23 أبريل 2010.
  24. ووترمان، شون. "انطفاء الطائرة قد ينهي خطة سلاح فضائي". مؤرشف بتاريخ 19 أكتوبر 2012 في أرشيف الإنترنت . صحيفة واشنطن تايمز ، 22 يوليو 2010.
  25. ووترمان، شون (25 نوفمبر 2010). "البنتاغون يختبر مركبة هجومية ثانية في الفضاء القريب" . صحيفة واشنطن تايمز . مؤرشف من الأصل في 29 نوفمبر 2010. تم الاطلاع عليه في 30 نوفمبر 2010 .
  26. إيدر بيرالتا (11 أغسطس 2011). "تحديث: وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة تعتقد أن "الطائرة الشراعية الأسرع من الصوت" موجودة في مكان ما في المحيط الهادئ" . الإذاعة الوطنية العامة . تم الاطلاع عليه في 26 مايو 2023 .
  27. روزنبرغ، زاك. "داربا تفقد الاتصال مع HTV-2". مؤرشف في 30 ديسمبر 2011 على موقع Wayback Machine . مجلة فلايت إنترناشونال ، 11 أغسطس 2011.
  28. "مركبة داربا فائقة السرعة تُعزز المعرفة التقنية" مؤرشفة بتاريخ 6 أبريل 2014 في أرشيف الإنترنت . داربا، 11 أغسطس 2011.
  29. نوريس، جاي. "تشكيل لجنة مراجعة للتحقيق في فقدان طائرة HTV-2". مؤرشف بتاريخ 21 نوفمبر 2011 في أرشيف الإنترنت . أسبوع الطيران ، 12 أغسطس 2011.
  30. "فقدان طائرة اختبار فرط صوتية"" بي بي سي نيوز . ١٢ أغسطس ٢٠١١. مؤرشف من الأصل في ١٢ أغسطس ٢٠١١. تم الاطلاع عليه في ١٢ أغسطس ٢٠١١. "بي بي سي نيوز ، 11 أغسطس 2011 .
  31. وكالة داربا تعيد تركيز أبحاثها في مجال فرط الصوت على المهام التكتيكية. مؤرشف بتاريخ 17 يناير 2014 في أرشيف الإنترنت - Aviationweek.com، 8 يوليو 2013