國防創新部門的“私人資金”方法旨在快速生產可重複使用的高超音速測試飛機

在熾熱的溫度下的熾熱速度並不是使高超音速研究變得困難的唯一因素。 從風洞到實際飛行測試飛機的測試基礎設施太少，正在限制研究。 國防創新部門押注私營部門的想法和私營部門的資本可以讓事情發生得更快。

國防創新單位 (DIU) 本質上是五角大樓內部的商業技術採用加速器。 它由活躍的軍事和技術部門專家組成，旨在獲得商業解決方案，擴大規模並應用於國防部問題。

DIU 已成功過渡到軍隊的網絡、自主和空間技術組合證明了一些成功。 這些解決方案建立在非傳統私營公司承諾盈利的基礎上，以政府無法比擬的替代問題解決方案和速度在國防界之外出現和發展。 這就是 DIU 希望利用來推動軍事高超音速部署。

“我們知道私人資金正被用於為乘客和貨物建造 [商業] 高超音速運輸工具，”DIU 太空技術總監 Barry Kirkendall 說。 “五年或十年前，情況並非如此，但現在是。 我們希望利用這些私人投資，這些公司用於國防部。”

因此，DIU 發起了一項名為 HyCAT（高超聲速和高節奏機載測試能力）的計劃。 它尋求商業合作夥伴來展示原型測試飛機，該飛機可以以超過 5 馬赫的速度飛行和機動，攜帶兩個實驗性有效載荷，進行“長航時”飛行，並捕獲飛行中的性能數據。 潛在的承包商需要在 12 到 24 個月內飛行。

按照高超音速研究標準，這是一個短暫的窗口。 但鑑於對高超音速測試的需求和美國現在面臨的積壓，它必須如此。

“高超音速研究最初利用了 [美國] 導彈基礎設施、試驗場、工廠和設計人員，”柯肯德爾觀察到。 “導彈工作從未放緩。 改變的是[研究]節奏加快，結果我們的基礎設施無法處理。 因此，我們發現自己依靠幾乎沒有任何可用性的風洞和測試範圍。 我們負擔不起建造新的基礎設施和新的範圍，因此我們正在尋找另一種解決方案。”

國家測試基礎設施也在老化。 一個 report 政府會計辦公室去年發布的報告指出，能夠支持高超聲速研究的 14 座 DoD、NASA 和能源部風洞中有 26 座建於 1970 年代。 新的私營部門風洞設施正在建設中 普渡大學（Purdue University） 和其他地方，但它們的成本很高，而且需要數年才能完成。

更重要的是，地面和實驗室測試設施無法產生具有專用有效載荷的實際飛行高超音速飛行器所能提供的洞察力。 高超音速風洞運行時間很短，最長的持續幾秒鐘。 可以放置在隧道或測試物品上的傳感器和儀器是有限的，通常允許數據“快照”而不是更長的信息流。

對導彈和少數高超音速飛行器進行的少量飛行測試同樣受到傳感器、遙測和射程挑戰的限制。 只有少數高超音速飛行器可重複使用，飛行間隔較長。 大多數飛濺在海洋中，很難或不可能恢復。

在加入 DIU 之前，Kirkendall 在勞倫斯利弗莫爾國家實驗室負責核武器效應項目。 他將核爆炸裝置的明顯無法測試和儀器儀表與高超音速的挑戰進行了比較，並提醒我們在實驗室或模擬飛行環境中進行的實驗並不總是能準確地“縮放”。

“缺少一個中間步驟。 我們需要風洞，它們很關鍵。 我們需要對武器進行全保真飛行測試。 但是中間有一個完整的差距； 未完全集成的測試特定技術可能會降低風險。 這就是我們試圖解決的問題。”

DIU 的 HyCAT 信息請求 (RFI) 要求“感興趣的能力”，包括：

• 在具有接近恆定飛行條件的相關高超音速測試環境中最少飛行三分鐘，動壓至少為 1,000 磅/平方英尺。
• 能夠根據現有的飛行測試安全法規獲得在美國或盟國飛行測試範圍內運行的認證。
• 總實驗有效載荷能力至少為 20 磅，可容納有效載荷電力。

有許多私營公司的目標是在未來某個模糊的日期開發高超音速商用客機和貨機。 也許最著名的是 Hermeus，這是我報導過的一家總部位於亞特蘭大的公司 先前 該公司已經利用美國空軍 AFWERX 的資金來開發一種四分之一規模、可攜帶有效載荷的高超音速飛行測試飛行器，名為“四分之一馬”在製造高超音速客機的過程中，假定是供總統使用的。

“那些四分之一和一半規模的測試文章可以幫助國防部，”柯肯德爾肯定地說。 “我們不需要完全成熟的高超音速客機來測試高超音速。”

Quarterhorse 在實際飛行和可重複使用方面都有優勢。 Kirkendall 說，後一個因素至關重要，不僅僅是出於成本考慮。 “可重用性是提高測試節奏和了解測試中剛剛發生的事情的關鍵。”

通過了解測試中“剛剛發生的事情”，Kirkendall 暗示了一種高超音速研究的法醫方法。 在飛行後檢查飛行測試飛行器及其有效載荷可以規避與高超聲速測試相關的一些數據收集和遙測限制。

值得指出的是，DIU 不僅僅是要求原型高超音速測試飛機。 它還在尋找更好的飛行記錄和測量系統，包括高層大氣和天基計量技術。 DIU 已經帶來了一些能力， 頒獎 Aerostar Technical Solutions 的 Raven Aerostar 平流層氣球去年簽訂了一份通信和傳感器有效載荷集成合同。 Kirkendall 和 DIU 的其他人也強調使用現有的國防部資產，如 全球鷹 空軍正在重新用於高超音速範圍數據收集的無人機。

“我們認為我們將看到許多創新方法從高超音速測試飛行器中獲取數據，而這些方法是我們從未考慮過的，無論是基於太空、基於氣球還是其他，”美國空軍主管瑞安·威德少校說。 DIU 的空間組合。 那些創新的想法，希望也來自國際公司。

DIU 特意向外國公司開放 HyCAT，以進一步加快研究速度。 “我們希望這些人申請，”柯肯德爾證實。 他預計來自“五眼”聯盟（澳大利亞、加拿大、新西蘭、英國和美國）以及德國、法國和日本的公司將進行推介。

無論回應來自哪裡，他們都需要徹底審查。 DIU 會定期進行盡職調查，但非國防高超音速飛機行業的模糊性質——與 UAM 和超音速航空運輸部門一樣，尚未生產出適銷對路的產品——可能需要額外的努力。

柯肯德爾和里德少校（美國空軍試飛員）都是各自領域的專家，並強調 DIU 對技術可行性評估保持著很高的要求。 “在 DIU，這不僅僅是技術上的可行性，”Reed 補充道。 “這也是[合作夥伴]公司的健康狀況。 那家公司能提供他們擁有的技術嗎？”

鑑於私人資金流向 UAM 領域的類似公司的過度旺盛，潛在的高超音速飛機開發商可能確實擁有比產品開發潛力更健康的資產負債表。 但 DIU 的董事表示，DIU 評估 HyCAT 候選人的多方面方法應該將雜草與穀殼分開。

Reed 少校指出，他們這樣做是故意的，不是“妨礙公司開發自己的產品”。他認為，HyCAT 成功的唯一途徑是專注於防禦不是主要應用的解決方案。

說到申請，感興趣的承包商必須在本週五之前為 HyCAT 進行宣傳。 上週我與 Kirkendall 和 Reed 交談時，他們只收到了少數提案。 “在痛苦的最後一刻之前，你永遠不會看到任何東西上交，”柯肯德爾保證道。 DIU 預計會有“幾十個”回复。

如果它們確實數量眾多，那麼它們背後的私人資金可能會支付過去 60 年來關於高超音速是“未來武器”的老笑話。