에어리얼 재구성 가능 임베디드 시스템

에어리얼 재구성형 임베디드 시스템(ARES)은 다양한 탑재체를 운송할 수 있는 무인 VTOL 비행 모듈을 위한 개념이었다. 이 개념은 2009년 VTOL 항공기로 구성하여 4개 부대를 수송할 수 있는 지상 차량을 중심으로 한 지형 독립형 수송 시스템을 위한 TX(Transfer)로 출발하였다. ARS의 1차 기능은 TX와 같았는데, 이들 임무에 헬기가 없는 부대에는 매복이나 IED와 같은 지상 수송 위협을 피하기 위해 비행을 이용하는 것이었다. 그것은 트윈 틸팅 덕트 팬에 의해 구동되고 자체 전력 시스템, 연료, 디지털 비행 제어 장치 및 원격 명령-제어 인터페이스를 갖도록 되어 있었다. 비행 모듈은 화물 운송, CASEVAC 및 ISR을 포함한 특정 목적을 위해 서로 다른 분리 가능한 비행 모듈을 가질 수 있다. 모듈로 최대 3,000파운드(1,400 kg)의 페이로드를 운반할 수 있다.^[1][2]

DARPA는 2019년 5월 상당한 비용 증가와 지연으로 인해 ARS 연구 노력을 취소했다.^[3]

변압기 TX

DARPA TX(트랜스포머)
유형	도로용 항공기
원산지	미국
사양
길이	>30ft(910cm)[4]
폭	>8.5ft (1968cm)[4]
높이	>9 ft (1968 cm)[4]
크루	4[4]
페이로드 용량	1,000 lb(450 kg)[4]
운영 범위	250NM(460km)[4]

DARPA TX 또는 Transformer는 DARPA에 의해 조정된 5년간의 3상 도로 주행 가능^[5] 항공기 노력이었다.

트랜스포머(TX) 프로그램의 목적은 하이브리드 비행 가능/로드 가능 기능을 통해 물류와 이동성을 향상시킨 4인용 차량을 시연하는 것이었습니다. 이는 도로 장애물을 피하면서 전통적인 비대칭 위협을 피할 수 있는 전례 없는 능력을 보여주었다. TX는 파업과 급습, 개입, 방해, 반란/방공, 정찰, 의료 철수 및 물류 공급에 적용 가능한 사용으로 미래 임무의 향상된 회사 운영을 가능하게 할 것이다. TX 차량은 단일 연료 탱크에서 최소 전투거리가 250해리인 수직 이착륙(VTOL) 능력을 갖추어야 했다.

TX 프로그램의 주요 초점은 듀얼 모드 운송, VTOL 기능, 효율적인 비행 성능 및 현재의 로터크래프트에 필적하는 전투 범위를 가능하게 하는 통합 중요 기술군의 개발 및 시연이었다. 이 프로그램은 최소한 기어가 장착된 4개 부대를 대표하는 탑재체를 탑재하면서 충분한 비행성능과 사거리를 제공하는 VTOL 항공기로 구성할 수 있는 지상 차량을 제작할 수 있는 능력을 보여줄 것으로 구상되었다. 주요 성능 매개변수가 특정 운영 유틸리티를 표시하도록 지정되었다. 프로그램은 두 개의 개별 작업으로 나뉘었다. 과제 A는 전체 차량을 개발하고 통합하며 과제 B는 전체 차량에 대한 개별 중요 기술 구성 요소를 개발한다.

함수

해병대, 공군, 특수부대^[6], 국가방위군은^[7] 이 차량에 대해 관심을 표명했다. 해병들은 강화된 회사 운영 개념을 위한 도구로 트랜스포머를 사용했을지도 모른다.^[8]

해병대는 이 차량을 수륙양용 공격에 사용하고 해안 방어에 취약하고 저속으로 제한되는 수륙양용 차량의 필요성을 잠재적으로 제거할 것이다. 특수작전부대는 특수전원들을 재공급하기 위해 무인 차량을 보내 그 차량을 사용할 수 있게 하고 싶어한다.^[6]

디자인

이동성

VTOL 기능은 위협과 장애물을 피할 수 있는 능력을 제공했다. TX는 비행, 착륙 또는 두 가지를 조합하여 얻을 수 있는 단일 연료 탱크에 250nmi(460km)의 범위를 갖도록 요구되었다.^[4]

대응책

그 차량은 가벼운 장갑으로, 소형 무기 화재를 다루기만 하면 되었다. VTOL 기능은 위협을 피할 수 있는 능력을 제공했다.^[4]

해외개발

러시아는 러시아 공수부대용 TX와 비슷한 차량을 개발할 예정이다. 이 차량은 경전차와 3~4명의 승무원이 탑승한 공격헬기가 혼재돼 2030년까지 개발될 예정이다.^[9]

개발

외부 이미지
AI/텍스트론의 변압기 제안

구상

DARPA는 처음에는 전통적인 회전익 항공기에 관심이 없었지만, 쉬라우드 로터 개념은 고려되었을 것이다.^[10]

1단계

첫 번째 단계는 프로토타입과 생산 차량 모두의 개념 설계뿐만 아니라 미래 기술을^[11] 평가하기 위한 무역 연구로 구성되었다.^[5]

1단계 6500만 달러에서 2개 이하의 계약이 주어졌다.^[4][12] 그러나 9월에는 AAI의 제안만 300만 달러에 선정되었다.^[13][14] 카터콥터를 기반으로 한 이 제안서는 로터 기술의 속도를 늦추고,^[15][16][17] 테라푸지아의 전개식 표면 기술을 통합했다.^[18][19] 미 육군 연구소(Vehicle Technology Directorate)는 로터 분석을 실시하도록 계약되었다. 다른 파트너로는 벨 헬리콥터와 텍트론 해양&랜드 시스템즈, AAI의 자매 회사 및 텍트론 자회사가 있었다. 록히드마틴, 피아세키 항공기, 리카르도 주식회사, 카네기멜론 대학, 프랫 앤 휘트니 로켓다인, 오로라 비행 과학, 씽갑, 테라푸지아, 메티스 디자인 등도 이 프로젝트에 연결되어 있다.^[12]

2010년 10월, 록히드 마틴, 피아세키 항공기와 그 파트너들도 이 프로그램의 1단계에 연결되었다.^[11]

프랫 앤 휘트니 로케다인은 트랜스포머에 동력을 공급하기 위해 엔듀로 코어라는 디젤 엔진을 개발하는 미화 100만 달러를 받았다^[14].^[20]

2단계 - 설계

2011년에는 프로젝트 2단계를 진행하기 위해 AI와 록히드가 선정되었다.

7,500lb AAI 차량은 1,200 shp Honeywell HTS900 터보샤프트 엔진을 장착하여 4개의 전동 휠 모터 또는 56인치 덕트 팬에 동력을 공급하고 50피트 로터를 회전시킬 것을 제안했다. 지상 속도는 80mph까지, 비행 속도 범위는 50~155kt, 최대 고도는 10,000ft이었다.

7000lb의 록히드 차량은 41ft의 날개와 8.5ft의 덕트 팬에 2개의 터보샤프트 엔진을 장착해 130kt의 비행속도를 냈고, 프랫 앤 휘트니 엔듀로코어 중연료 로터리 엔진은 4개의 전동휠 모터에 동력을 공급해 지면을 움직였다.

2012년 AUVSI에서 록히드 마틴은 이 프로젝트에 대한 그들의 지위에 대해 공개적으로 말했다. AAI는 이들의 개입 내용에 대해서는 입을 다물었으나 이들이 여전히 경쟁관계에 있음을 확인했다. 엑스포 당시 어느 회사도 프로토타입 차량을 갖고 있지 않았지만 콘셉트 차량의 디자인과 규모 모델을 갖고 있었다. 이전에, 둘 다 컴퓨터 모델링이 포함된 DARPA의 예비 디자인 심사를 통과했다. 록히드사의 차량은 두 개의 거대한 터보 축 팬과 택시 위의 터렛에 고정된 접이식 날개에 의존하여 비행 중 양력과 추력을 제공했다. 중요한 요소는 컴퓨터화된 비행이다. 훈련된 조종사가 아닌 장병들이 사용하기 때문에 차량 운행은 대부분 자동화된다. 한 가지 아이디어는 단순히 GPS 지점을 표시하여 비행 경로를 도표로 만드는 컴퓨터 스크린을 만드는 것이다. 팬은 택시 바로 앞과 뒤에 보관된 위치에서 포탑 양쪽의 기내 위치까지 90도 회전한다. 이륙, 착륙 및 비행의 통제는 컴퓨터에 의해 제어되지만, 기내에 있는 병사들은 항로를 변경하거나 비상 착륙을 할 수 있다. 자동화된 비행 기술은 F-35 번개 II가 사용하는 것과 유사할 것이다. 록히드 차량의 리프트 팬은 호버를 제공하지만 AAI는 호버를 제공하지 않았다. AAI의 차량은 더 가벼워질 수 있었고, 이는 상향식 기능을 더 크게 했다.^[21]

3단계 — 프로토타입 제조.^[5]

2단계에서 우승한 팀은 2015년 중반에 비행할 준비가 된 제한된 기능의 프로토타입 차량(PV)을 제작할 것이다. DARPA는 험비 한 대가 40만 달러, 경형 헬리콥터 한 대가 400만 달러인 것에 비해 완전한 기능을 갖춘 현장 차량(FV)을 목표로 하고 있다.^[22]

이전 개념

AVX Aircraft Company는 동축 회전 장치와의 개념을 제안했다. 덕트형 팬은 지상에서뿐만 아니라 공기에서도 추진하기 위한 것이었다.<<hugojavierduranmiranda=자생1>>빨리, 대런. "AVX 플라잉 카 컨셉트 – 수직 이착륙 SUV" GizMag, 2010년 7월 19일. 액세스: 2012년 8월 11일</ref>

로지와 트렉은 틸트 팬 차량인 티라노스를 제공했다.^[23]

ARS로의 전환

2012년 록히드항공과 피아세키항공기는 무인 분리형 덕트 팬 동력 비행모듈과 결합해 자체 운항이 가능한 설계로 선정됐다. 2013년 DARPA 프로그램 검토 결과, 지상 차량이 투하되고 무인 VTOL 비행모듈 배송 시스템을 항공 재구성이 가능한 임베디드 시스템(ARS)으로 사용하도록 개조한 프로그램으로 인해 군 복무 중 플라잉 카 개념에 대한 관심이 제한적이었다.^[24] 포드 운반 시설은 화물 적재에 도움을 주고 자율적으로 하역할 수 있게 될 것이다. 원격제어가 가능하지만 스스로 비행할 수 있는 능력을 갖추게 돼 조종사의 위험 없이 화물이나 인력을 실어 나르는 전장 보급임무가 가능해진다. 록히드사는 그들의 우주선이 정찰, 의료 철수, 파업 등 여러 임무를 위해 구성될 수 있다고 주장한다.^[25][26][27] 화물 포드, 사상자 대피 모듈, 경차, 심지어 작은 보트 같은 분리형 탑재 모듈을 운반하는 것이다. 비행 차량의 전면 부분에는 지상 관제소에 의해 조종되는 관리 시스템 컴퓨터가 있어 비행 경로를 표시한다.^[28]

3단계에 대한 작업은 2014년 1월에 시작되었고, 록히드는 비행 제어 소프트웨어를 개발하고, 피아세키는 비행 모듈과 시스템을 구축할 것이다. 팬은 중앙 섹션에 들어 있는 두 개의 터보샤프트를 통해 구동된다. 일정한 속도 가변 피치 팬과 덕트 배기구의 이동식 베인은 제어 기능을 제공한다. ARS 모듈은 8.5ft(2.6m) 폭, 30ft(9.1m) 길이, 42ft(13m) 길이 펼친다. 7.5ft(2.3m) 직경 팬은 처음에 8.5ft 직경이 될 것으로 계획된 덕트에 둘러싸여 3.05m(10.0ft)로 길어질 수 있다. 최적 속도는 130~150노트(150~170mph; 240~280km/h)이며, 최대 속도는 200노트(230mph; 370km/h)로 슬링 부하 헬리콥터보다 빠를 것이다. 유사한 등급의 헬리콥터는 30.5m(100ft) 폭의 착륙 지대가 필요하며, 이는 ARS의 두 배가 되어 착륙 지점이 10배 더 사용 가능하지만, ARS는 선회하는 동안 헬리콥터보다 연료 효율이 떨어진다. 육군, 해병대, 특수작전부대가 ARS 시위에 관심을 보였다. DARPA와 계약자는 시험이 성공적이라면 전환 파트너를 식별해야 한다.^[24][29] 록히드사는 2016년 6월 ARS 모듈의 비행시험을 예상했으나,^[30] 2017년 후반으로 연기된 것은 "일부 개발품목에는 추가 시험이 필요하다"는 이유로 구동렬은 CH-53E 헬리콥터에서 기어를 빌렸지만 프로프로터, 덕트, 기타 부품은 모두 독특하고 새로운 것이다. 시승기는 최대 이륙 중량이 7000lb(3200kg)이며 각각 989hp를 발생시키는 허니웰 HTS900 헬리콥터 엔진 2개에 의해 구동된다. 천장 2만 ft(6100m)와 미션 반지름 175m(282km)의 170노트(시속 200mph)로 비행할 계획이지만 V-22 오스프리와 유사한 미션 반지름을 가진 250노트(시속 290mph, 460km/시)^[31]로 제작 기종을 순항할 수 있다.

참조

원천

이 글은 미 육군의 작품인 만큼 공공영역에 있는 https://www.fbo.gov/index?s=opportunity&mode=form&id=9b745d803c1d206f16fd6f64542eadd6&tab=core&tabmode=list&print_preview=1,의 작품을 통합한 것이다.

외부 링크

• 다르파 TX 홈페이지
• 에어리얼 재구성 가능 임베디드 시스템(ARES)