美国阿诺德工程发展中心在风洞中测试定向能系统

  据美国航空国防工业技术网站8月3日消息，近日，美国阿诺德空军基地阿诺德工程发展中心（AEDC）开发综合体的空气动力学分部正在帮助空军将定向能 (DE) 系统机载。定向能系统，是指使用高能激光或微波来降低或摧毁威胁和目标。

  2021年3月5日，定向能系统炮塔位于阿诺德空军基地 4 英尺跨音速风洞测试，供阿诺德工程开发综合体的空气动力学测试部门来测试。（图片来自：美国空军）

  阿诺德工程发展中心空气动力学分离科负责人里奇·罗伯茨博士说，美国国防部对定向能系统的兴趣慢慢的变大，其用途很多，尤其是保护我们的系统和人员，国防部正在使用和开发许多系统。在飞机上集成 DE定向能系统有明显的好处，但也带来了挑战，尤其是在更高的速度下。在飞行过程中，飞机会在空气中产生冲击波和其他气动光学流动扰动，这些扰动会影响定向能系统的光束质量和有效性。风洞测试允许测试工程师可视化和测量气流的这些变化，同时控制马赫数和海拔压力等变量。

  定向能吊舱的计算流体动力学模拟显示吊舱上的压力载荷和超音速条件下的离体流动特征（图片来自：由MZA联合公司提供）

  最近在4英尺跨音速风洞或4T中进行的定向能测试是大约八年工作的经验。阿诺德工程发展中心工程师通过小企业创新研究 (SBIR) 和商业准备项目与MZA联合公司合作，开发航空隔离测量系统 (AIMS)，以实现风洞中的航空光学定向能测试。

  罗伯茨说，简而言之，该系统将激光传输到模型，在模型内部使用各种小型光学平台，然后使用光纤将数据传输到波前传感器系统，从那里我们大家可以分析数据，告诉我们激光如何受到模型周围隧道流场的影响。我们正在研究这种设计如何很好地控制转塔上方的气流，以最大限度地减少流动空气对系统性能的影响，我们还将隧道测试数据与之前生成的计算流体动力学（CFD）数据来进行比较，以确保模拟正确代表实际数据。此次4T测试是该系统首次在超音速条件下进行实验测试，也是阿诺德工程发展中心首次使用航空隔离测量系统。测试进行得很顺利，在两天的测试中获得了所有优先级数据。对数据的初步查看表明，使用这种新的空气动力学围栏设计，光束质量有了显着改善。

  MZA联合公司，也是最近测试的客户。该公司一直在与国防高级研究计划局合作开展超音速航空缓解项目，目标是减少高速气流对炮塔的影响，流量缓解围栏的原型在 4T 中进行了测试。

  2021年3月5日，田纳西州阿诺德空军基地空气动力学负责人里奇·罗伯茨博士正在查看定向能 (DE) 系统炮塔，该炮塔位于田纳西州阿诺德空军基地的4英尺跨音速风洞中。（图片来自：美国空军）

  空气动力学分支机构，计划在今年晚些时候通过增加集成定向能航空光学替代品来扩展定向能 风洞测试能力，这是F-15飞机的子比例模型，具有测试激光吊舱的能力。以这种新能力为基础，阿诺德空军基地正在通过小企业创新研究项目开发集成定向能航空光学代理（IDEAS），这是F-15飞机的子比例模型，具有测试激光吊舱的能力。创新硬件计划于今年晚些时候进行验收测试。

  罗伯茨说，在风洞中对定向能系统进行气动光学测试，代表了阿诺德空军基地的新测试能力，随着慢慢的变多的定向能系统被开发并集成到飞机上，我们将可以帮助做出设计决策、创建就业范围、定义相邻的武器装载以及项目办公室和制造商常常要的另外的事项。