Чешуйчатые композиты Proteus

Протей
Роль	Экспериментальный самолет
Производитель	Масштабированные композиты
Дизайнер	Берт Рутан
Первый полет	28 июля 1998 г .; 26 лет назад
Статус	В эксплуатации
Количество построенных	1
Развитый в	Чешуйчатые композиты Белый Рыцарь

Scaled Composites Model 281 Proteus — это с тандемным крылом, высотный и долговечный самолет разработанный Бертом Рутаном для исследования использования самолетов в качестве высотных телекоммуникационных ретрансляторов. «Протей» — многоцелевой корабль, способный нести различную полезную нагрузку на подфюзеляжном пилоне . «Протеус» имеет чрезвычайно эффективную конструкцию и может находиться на орбите вокруг точки на высоте более 19 800 м более 18 часов. В настоящее время он принадлежит компании Northrop Grumman .

Проектирование и разработка

«Протеус» имеет цельнокомпозитный планер с графитово-эпоксидной сэндвич-конструкцией. Размах его крыла составляет 77 футов 7 дюймов (23,65 м) и может расширяться до 92 футов (28 м) при установке съемных законцовок крыла. «Протей» — это самолет с «опциональным пилотированием», которым обычно управляют два пилота в гермокабине. Однако он также имеет возможность выполнять свои задачи полуавтономно или дистанционно с земли. В рамках проекта НАСА по исследованию окружающей среды в самолетах и сенсорных технологиях (ERAST) Центр летных исследований Драйдена НАСА помог компании Scaled Composites разработать сложную систему автопилота для удержания станции и систему передачи данных по восходящей и нисходящей линии связи на основе спутниковой связи (SATCOM) для обеспечения производительности Proteus. и данные полезной нагрузки. Proteus Крыло было адаптировано для использования на самолете-носителе Model 318 White Knight , который является стартовой системой для космических кораблей первого уровня Рутана и DARPA X-37 .

Летные испытания Proteus начались с его первого полета 26 июля 1998 года в аэропорту Мохаве и продолжались до конца 1999 года. В июне Proteus впервые был развернут на международном уровне, дебютировав на Парижском авиасалоне . Он совершил беспосадочный перелет из Бангора, штат Мэн, в Париж . В течение недельного шоу он летал каждый день, демонстрируя свои возможности в качестве телекоммуникационной платформы.

«Протей» в настоящее время является обладателем ряда мировых рекордов FAI по высоте (класс: C1-e: сухопутные самолеты массой 3000–6000 кг, группа: 3, турбореактивные двигатели), установленных в сотрудничестве с НАСА Драйден. ^{[ 1 ]} Максимальная достигнутая высота составила 63 245 футов (19 277 м) в октябре 2000 года.

Proteus был включен в список «100 лучших дизайнов 1998 года» по версии журнала Time 21 декабря 1998 года. ^{[ 2 ]}

Операционная история

Из-за многоцелевого характера самолета он участвовал в ряде важных исследовательских проектов и миссий. Scaled Composites, дочерняя компания Northrop Grumman, активно продвигает этот самолет в качестве исследовательской платформы и опубликовала руководство пользователя по планированию предлагаемых миссий. ^{[ 3 ]}

Ангельские технологии HALO

Первоначально Proteus задумывался как высотная телекоммуникационная платформа длительного действия (HALO). Proteus должен был стать первым из серии самолетов, построенных компанией Scaled Technology Works из Монтроуза, штат Колорадо (предлагаемое дочернее предприятие Scaled Composites, которое позже было отменено). Самолет должен был нести 14-футовую (4,3 м) антенну, которая прошла летные испытания осенью 1999 года и летом 2000 года, включая ретрансляцию видеоконференции во время полета самолета над Лос-Анджелесом . ^{[ 4 ]} Однако проект не получил дальнейшего развития, и последующие серии самолетов так и не были построены.

камера АРТИС

Небольшая камера бортовой системы визуализации в реальном времени (ARTIS), разработанная компанией HyperSpectral Sciences, Inc. в рамках проекта НАСА ERAST, была продемонстрирована летом 1999 года, когда она сделала визуальные и ближние инфракрасные фотографии с Протея, когда тот пролетал высоко над землей. Ассоциации экспериментальных самолетов Авиашоу AirVenture 99 в Ошкоше, штат Висконсин . Изображения были показаны на мониторе компьютера во время выставки всего через несколько секунд после того, как они были сделаны.

NAST-проверка

Первая научная миссия «Протеуса» заключалась в том, чтобы в марте 2000 года во время периода интенсивной облачной эксплуатации над испытательным стендом Министерства энергетики США по исследованию облаков и радиации (CART) провести испытательный стенд для бортового зонда - интерферометр (NAST-I) Национальной полярно-орбитальной оперативной спутниковой системы окружающей среды. сайт. Полеты, базирующиеся в Стилуэлле, штат Оклахома , включали 30 летных часов в течение полутора недель, в ходе которых оценивались свойства облаков и проверялся инструмент. ^{[ 5 ]}

Затем, в сентябре и октябре 2000 года, во время периода интенсивной эксплуатации водяного пара, «Протеус» и NAST совершили проверочные полеты, изучая водяной пар верхних слоев тропосферы и выполняя пролеты спутника «Терра» .

Проект ARM-FIRE AFWEX

В ноябре – декабре 2000 года «Протей» совершил полет в рамках программы Министерства энергетики США по измерению атмосферного излучения (ARM) и экспериментов с водяным паром. Полеты были по существу такими же, как и полеты для проверки периода интенсивной эксплуатации водяного пара NAST. ^{[ 6 ]}

НАСА ТРЕЙС-П

В рамках миссии TRACE-P (Транспорт и химическая эволюция над Тихим океаном) «Протей» снова нес модуль NAST в марте 2001 года. Самолет налетал 126 часов и базировался на Аляске, Гавайях и в Японии, собирая данные. в координации с комплексами наземных, аэростатных и спутниковых датчиков над Северным полюсом в марте 2001 года. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}

Моллюски НАСА

НАСА Proteus принял участие в программе NASA Chesapeake Lighthouse & Aircraft Measurements for Satellites (CLAMS) в июле и августе 2001 года, вылетев из летной базы в Уоллопсе . В рамках проекта использовалось несколько различных самолетов для разработки методов измерения характеристик океана и оценки аэрозолей. ^{[ 9 ]}

Воздушная лазерная мишень

В феврале 2002 года «Протеус» нес на борту капсулу длиной 30 футов (9,1 м), которая послужила целью для разработки бортовой лазерной системы Boeing YAL-1 . В капсуле размещалось множество из более чем 2000 небольших отверстий, содержащих оптические датчики для обнаружения лазерной системы. Из-за ограничений в расписании других клиентов Proteus компания Airborne Laser так и не провела реальных летных испытаний с целевой системой Proteus. Целевая система была разработана и интегрирована в самолет NKC-135 Big Crow и использовалась для большинства испытаний бортового лазера.

ERAST DSA system

В марте 2002 года НАСА Драйден в сотрудничестве с Центром технического анализа и приложений Университета штата Нью-Мексико (TAAC), ФАУ и несколькими другими организациями провело летные демонстрации системы активного обнаружения, наблюдения и предотвращения (DSA) для потенциального применения. беспилотным летательным аппаратам (БПЛА) из Лас-Крусес, штат Нью-Мексико . Это было частью проекта НАСА ERAST . «Протеус» использовался как суррогатный БПЛА, управляемый дистанционно с земли, хотя на борту находились пилоты-безопасники, которые контролировали взлет и посадку, а также любые потенциальные чрезвычайные ситуации. Три других самолета, от самолетов гражданской авиации до F/A-18 НАСА , служили «совместными» самолетами-мишенями с работающим транспондером. В каждом из 18 различных сценариев система отслеживания движения Goodrich Skywatch HP (TAS) на Proteus обнаруживала приближающийся воздушный транспорт на потенциальных курсах столкновения, включая несколько сценариев с двумя самолетами, приближающимися с разных направлений. Затем удаленный пилот приказал «Протею» развернуться, набрать высоту или снизиться по мере необходимости, чтобы избежать потенциальной угрозы.

В апреле 2003 года вторая серия демонстрационных полетов с упором на «несотрудничающие» самолеты (без работающих транспондеров) была проведена в ограниченном воздушном пространстве недалеко от Мохаве, Калифорния , снова с использованием Proteus в качестве суррогатного БПЛА. «Протеус» был оснащен небольшой первичной радиолокационной системой Amphitech OASys 35 ГГц для обнаружения потенциальных самолетов-нарушителей на смоделированных курсах столкновения. Радиолокационные данные отправлялись непосредственно на наземную станцию, а также через спутниковую систему Инмарсат, установленную на «Протеусе». Семь самолетов-нарушителей, от планера до высокоскоростного реактивного самолета, выполнили 20 сценариев за четырехдневный период, по одному или два самолета одновременно. В каждом случае радар обнаруживал вторгшийся самолет на расстоянии от 2,5 до 6,5 миль (10,5 км), в зависимости от радиолокационной заметности нарушителя. Дистанционный пилот «Протеуса» на земле мог при необходимости указать «Протею» на маневр уклонения.

ИХОП 2002

Международный проект H2O (IHOP 2002) представлял собой полевой эксперимент, который проводился на южных Великих равнинах Соединенных Штатов с 13 мая по 25 июня 2002 года. Главной целью IHOP 2002 было улучшение характеристики четырехмерных (4-мерных) Г) распределение водяного пара и его применение для улучшения понимания и прогнозирования конвекции. В рамках этого проекта был проведен эксперимент НАСА с голографическим бортовым вращающимся лидаром. Полеты выполнялись в координации с самолетами Lockheed P-3 и DC-8 . ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}

НАСА Кристалл-FACE

В июле 2002 года Proteus участвовал в программе Crystal-FACE по измерению тропических перистых облаков, работавшей из Ки-Уэста, Флорида , и пролетающей на юг до Белиза . На этом этапе проекта самолет был оснащен 10-футовым (3,0 м) передним оперением и 13 + удлинители законцовок крыльев на 1 ⁄ 2 фута. ^{[ 12 ]}^{[ 13 ]}

Proteus в полете в 2002 году в рамках программы Министерства энергетики США по измерению атмосферного излучения - беспилотный летательный аппарат (ARM-UAV).

ARM БПЛА

Proteus использовался в ряде развертываний в рамках проекта, спонсируемого программой измерения атмосферного излучения Министерства энергетики и Национальными лабораториями Сандии, по изучению перистых облаков в верхних слоях атмосферы. ^{[ 14 ]}

Космическая трапеция

В мае и июне 2005 года компания Transformational Space Corp., или t/Space , провела летные испытания своей концепции запуска ракеты с использованием Proteus от Scaled Composites. Испытательный полет с переноской был выполнен 13 мая, а макет ракеты сбрасывался трижды: 24 мая, 7 и 14 июня на авиабазу Эдвардс . Макет представлял собой модель предлагаемой капсулы экипажа из четырех человек (называемой CXV) и ее AirLaunch LLC в масштабе 23%. ускорителя QuickReach II производства ^{[ 15 ]} Эти летные испытания должны были продемонстрировать концепцию системы сбрасывания с воздуха t/Space Trapeze/Lanyard (TLAD). ^{[ 16 ]}

Разработка модели 395

Northrop Grumman использует Proteus для исследования новых технологий БПЛА , поскольку им можно управлять из кабины , наземной станции управления или работать в полуавтономном режиме. Scaled в партнерстве с Northrop Grumman предлагает полностью беспилотную версию Proteus, получившую обозначение Model 395 , в рамках конкурса USAF Hunter-Killer . Если бы этот продукт был выбран, он бы совершил полет в 2007 году. ^{[ нужно обновить ]}

24 февраля 2005 года «Протей» стал первым бомбардировщиком Scaled, выпустив инертное 500-фунтовое орудие над авиабазой Неллис в Неваде . ^{[ 17 ]}

Радар «Глобал Хоук»

27 апреля 2006 года компания Proteus провела летные испытания большой капсулы, предназначенной для размещения экспериментальной версии программы внедрения многоплатформенных радиолокационных технологий или MP-RTIP. дальнего радиуса действия и высоким разрешением, Это радиолокационная система с синтезированной апертурой которая разрабатывается для использования на RQ-4 Global Hawk . Эта капсула, в зависимости от ее длины и лобовой площади, является одной из самых больших полезных грузов, находящихся на борту «Протея» на сегодняшний день. Фактические летные испытания системы MP-RTIP начались в конце сентября 2006 года, при этом первоначальный полет достигал скорости 100 узлов (120 миль в час; 190 км / ч) и высоты 22 000 футов (6700 м). ^{[ 18 ]}^{[ 19 ]}

Мировые рекорды

Proteus установил несколько мировых рекордов высоты в классе C-1e FAI (наземные самолеты: взлетная масса от 3000 до 6000 кг (от 6600 до 13 200 фунтов)), группа 2, турбореактивные двигатели, в том числе:

Высота: пилотируют Майк Мелвилл и Роберт Уолдмиллер, 19 277 м (63 245 футов), 25 октября 2000 г. ^{[ 20 ]}
Высота в горизонтальном полете: пилотировали Майк Мелвилл и Роберт Уолдмиллер, 19 015 м (62 385 футов), 25 октября 2000 г. ^{[ 20 ]}
Высота с полезной нагрузкой 1000 кг (2200 фунтов): пилотируют Майк Мелвилл и Роберт Уолдмиллер, 17 067 м (55 994 фута), 27 октября 2000 г. ^{[ 20 ]}

Технические характеристики (Протеус)

Орфографическая проекция диаграммы Scaled Composites Proteus — Orthographically projected diagram of the Scaled Composites Proteus

Данные Jane's All the World's Aircraft за 2003–2004 гг. ^{[ 21 ]}

Общие характеристики

Экипаж: два человека (пилот и второй пилот).
Длина: 56 футов 4 дюйма (17,17 м)
Размах крыльев: 77 футов 7 дюймов (23,65 м)
Высота: 17 футов 8 дюймов (5,38 м)
Площадь крыла: 300,5 кв. футов (27,92 м ). ²)
Пустой вес: 5860 фунтов (2658 кг)
Максимальный взлетный вес: 12 500 фунтов (5670 кг)
Силовая установка: 2 Williams FJ44-2 с турбовентиляторных двигателя тягой 2293 фунта-силы (10,20 кН) каждый.

Производительность

Максимальная скорость: 313 миль в час (504 км/ч, 272 узла)
Крейсерская скорость: 219 миль в час (352 км/ч, 190 узлов) на высоте 20 000 футов.
Автономность: 14 часов на расстоянии 1150 миль (1850 км) от базы.
Практический потолок: 61 000 футов (19 000 м) на средней высоте полета.
Скорость набора высоты: 3400 футов/мин (17 м/с).

См. также

Связанные разработки

Ссылки

Примечания

^ Список записей ФАИ. Архивировано 11 октября 2007 г. в Wayback Machine.
^ «Лучший дизайн 1998 года» . Время.com . 21 декабря 1998 года. Архивировано из оригинала 20 февраля 2008 года . Проверено 10 августа 2015 г.
^ Руководство пользователя полезной нагрузки Northrop-Grumman Proteus. Архивировано 13 ноября 2006 г. на Wayback Machine.
^ «Высокоскоростной доступ в Интернет с помощью стратосферного самолета HALO» . 12 октября 2008 года . Проверено 10 августа 2015 г.
^ «НАСТИ – Обзор приборов» . Проверено 10 августа 2015 г.
^ Веб-сайт ARM
^ Фельберг, доктор Генри Э., «Численное моделирование и диагностические исследования, связанные с метеорологией и химией атмосферы во время TRACE-P», Лаборатория Фельберга
^ «Полевые миссии Глобального тропосферного эксперимента (GTE)» . Проверено 10 августа 2015 г.
^ Веб-сайт НАСА CLAMS
^ Распределение летных часов самолетов Ihop и сбрасываемые зонды
^ Тарп, Кели, «Национальная лаборатория сильных штормов принимает международный проект H2O» Исследование NOAA
^ Изображения проекта Crystal-FACE
^ Фотографии CRYSTAL/FACE: Ангар в KWNAF, Anderson Group. Архивировано 2 сентября 2006 г. в Wayback Machine.
^ Информационный бюллетень Sandia ARM-UAV. Архивировано 23 сентября 2006 г. в Wayback Machine.
^ «Официальный сайт Air Launch» . Проверено 10 августа 2015 г.
^ «Испытания двух разных проектов воздушного запуска в Мохаве», блог Мохаве , заархивировано на Archive.org
^ [1] Пресс-релиз Northrop Grumman: Northrop Grumman демонстрирует сбрасывание оружия с нового прототипа средневысотного БПЛА.
^ «Новый радар летит высоко, начинаются решающие испытания» . Проверено 10 августа 2015 г.
^ Northrop начинает летные испытания новой радиолокационной технологии для Global Hawk", Aerotech News and Review , 21 июля 2006 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с База данных мировых авиационных рекордов FAI, по состоянию на 30 августа 2008 г. Архивировано 20 мая 2007 г. на Wayback Machine.
^ Джексон 2003, с. 711.

Библиография

Джексон, Марк. Jane's All The World's Aircraft 2003–2004 . Колсдон, Великобритания: Информационная группа Джейн, 2003. ISBN 0-7106-2537-5 .

Внешние ссылки

Высокоскоростной доступ в Интернет с помощью стратосферного самолета HALO
«Руководство пользователя полезной нагрузки Proteus» (PDF) . Масштабированные композиты. 12 июля 2019 г.
Маркетинговая страница Northrop Grumman Proteus
Ангелы, HALO и атмосферные сети
Описание МП-РТИП
Описание проекта
«Информационный бюллетень: Высотный самолет Протеус» . НАСА Армстронг. 28 февраля 2014 г.
Сводка полевого развертывания NAST

[1] Список записей ФАИ. Архивировано 11 октября 2007 г. в Wayback Machine.

[2] «Лучший дизайн 1998 года» . Время.com . 21 декабря 1998 года. Архивировано из оригинала 20 февраля 2008 года . Проверено 10 августа 2015 г.

[guide-3] Руководство пользователя полезной нагрузки Northrop-Grumman Proteus. Архивировано 13 ноября 2006 г. на Wayback Machine.

[4] «Высокоскоростной доступ в Интернет с помощью стратосферного самолета HALO» . 12 октября 2008 года . Проверено 10 августа 2015 г.

[5] «НАСТИ – Обзор приборов» . Проверено 10 августа 2015 г.

[6] Веб-сайт ARM

[7] Фельберг, доктор Генри Э., «Численное моделирование и диагностические исследования, связанные с метеорологией и химией атмосферы во время TRACE-P», Лаборатория Фельберга

[8] «Полевые миссии Глобального тропосферного эксперимента (GTE)» . Проверено 10 августа 2015 г.

[9] Веб-сайт НАСА CLAMS

[10] Распределение летных часов самолетов Ihop и сбрасываемые зонды

[11] Тарп, Кели, «Национальная лаборатория сильных штормов принимает международный проект H2O» Исследование NOAA

[12] Изображения проекта Crystal-FACE

[13] Фотографии CRYSTAL/FACE: Ангар в KWNAF, Anderson Group. Архивировано 2 сентября 2006 г. в Wayback Machine.

[14] Информационный бюллетень Sandia ARM-UAV. Архивировано 23 сентября 2006 г. в Wayback Machine.

[15] «Официальный сайт Air Launch» . Проверено 10 августа 2015 г.

[16] «Испытания двух разных проектов воздушного запуска в Мохаве», блог Мохаве , заархивировано на Archive.org

[17] [1] Пресс-релиз Northrop Grumman: Northrop Grumman демонстрирует сбрасывание оружия с нового прототипа средневысотного БПЛА.

[18] «Новый радар летит высоко, начинаются решающие испытания» . Проверено 10 августа 2015 г.

[19] Northrop начинает летные испытания новой радиолокационной технологии для Global Hawk", Aerotech News and Review , 21 июля 2006 г.

[faic1e2-20] Jump up to: ^а ^б ^с База данных мировых авиационных рекордов FAI, по состоянию на 30 августа 2008 г. Архивировано 20 мая 2007 г. на Wayback Machine.

[JAWA03_p711-21] Джексон 2003, с. 711.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]