3D-принтер. Водород. 5 Махов на орбите. Напечатанный дрон прорвал гиперзвуковой барьер и сэкономил военным годы тестов

Пентагон ускорил испытания гиперзвуковых технологий. Подразделение Defense Innovation Unit запустило коммерческую испытательную платформу для полётов на гиперзвуковых режимах, созданную австралийской компанией Hypersonix и изготовленную с помощью 3D-печати. Миссия Cassowary Vex вывела демонстратор DART AE на суборбитальную траекторию на носителе HASTE от Rocket Lab. Военные сообщают, что полёт позволил собрать данные по тяге, траектории и поведению аппарата в условиях реального гиперзвукового полёта, а результаты помогут быстрее и дешевле проверять перспективные высокоскоростные системы.

Cassowary Vex можно считать первой миссией, когда DIU использовало коммерчески разработанный тестовый комплекс в программе Hypersonic High-Cadence Advanced Testing, известной как HyCAT. Для миссии привлекли Rocket Lab, предоставившую HASTE (Hypersonic Accelerator Suborbital Test Electron). Для выполнения задачи носитель доработали - установили удлинённый головной обтекатель, добавили элементы теплозащиты и смонтировали системы отделения полезной нагрузки. Эти изменения нужны, чтобы отделять аппарат на сравнительно небольшой высоте - такой профиль удобен для экспериментов с воздушно-реактивной тягой, где двигатель использует атмосферный кислород.

Полезной нагрузкой стал трёхметровый аппарат DART AE от Hypersonix. Демонстратор рассчитан на один полёт без возврата и повторного использования. В качестве силовой установки используется СПВРД, прямоточный воздушно-реактивный двигатель со сверхзвуковым горением. Топливом служит газообразный водород. Для такого двигателя критичны скорость и высота: воздух должен входить в тракт на сверхзвуке и при этом оставаться пригодным для устойчивого горения, а перегрев корпуса и узлов быстро выходит на первый план.

Корпус DART AE изготовили целиком аддитивными методами. Инженеры напечатали конструкцию из высокотемпературных сплавов, рассчитанных на работу при сильном аэродинамическом нагреве. DIU связывает 3D-печать не только с инженерной гибкостью, но и с логистикой - подход потенциально расширяет круг поставщиков испытательных изделий и упрощает выпуск новых тестовых экземпляров. Чем быстрее появляется очередной демонстратор, тем проще увеличивать частоту запусков и решать вопросы по материалам, компоновке и управлению не на стенде, а по телеметрии реального полёта.

Собранные данные должны помочь Пентагону ускорить проверку гиперзвуковых решений. Гиперзвуковыми в американской терминологии называют системы, способные лететь со скоростью от пяти Махов и выше и при этом маневрировать. Сочетание высокой скорости и маневра усложняет перехват традиционными средствами противоракетной обороны, поэтому создание подобных систем остаётся приоритетной линией для армии, флота и ВВС США, уже вложивших в программы гиперзвукового оружия миллиарды долларов.

HyCAT запустили в 2022 году из-за постоянных узких мест в испытательной базе. Гиперзвуковые аппараты должны выдерживать экстремальные температуры и нагрузки, а воспроизвести подобные условия на земле способны лишь немногие аэродинамические трубы и высокоскоростные трассы в США. Дефицит стендовых мощностей растягивает графики - испытания приходится ждать, планировать заранее и подстраиваться под редкие окна. HyCAT задуман как дополнительный путь, разгружающий государственную инфраструктуру благодаря доступным коммерческим воздушным платформам.

В Hypersonix во время миссии проверили сразу несколько ключевых вещей на реальных режимах - работу двигателя, поведение материалов и системы управления. На скоростях и в тепловых режимах гиперзвукового диапазона расчёты и стендовые проверки не дают полной картины, поэтому полётные данные остаются решающими. Телеметрия такого запуска напрямую влияет на проектирование следующих аппаратов, уже ближе к эксплуатационным образцам.