浅析美空军机载激光关键技术

俄亥俄州赖特-帕特森空军基地（AFRL） - 空军研究实验室完成了一次成功的飞行测试活动，用于新的光束定向器概念，该概念可与集成到飞机上的定向能激光系统一起使用。

光学组件的混合空气效应降低仿真设计（HARDROC）团队由AFRL航空航天系统理事会和新墨西哥州柯特兰空军基地定向能理事会的人员以及主承包商MZA Associates组成，开发并测试了一种低功率，小尺度光束定向器，以评估各种空气动力学流体控制技术的能力，以减轻在高速行驶的机载发射激光束的光学和机械失真。 “HARDROC光束定向器是技术上的一次飞跃，可以最大限度地减少空气动力学退化，”HARDROC项目经理Rudy Johnson说。“这一系列飞行测试证明了流体控制在减少对光束定向器的空气动力学影响方面的有效性。

作为HARDROC核心的流体控制已经由AFRL的研究人员开发了好几年。“使用先进的计算流体动力学或CFD仿真技术，我们能够证明在各种速度和视角下空气动力学效应显着降低，”HARDROC计划的CFD负责人Scott Sherer博士说。“我们有效地利用了国防部高性能计算现代化办公室提供的大量计算时间来确定哪些流体控制技术可以工作，哪些技术值得追求，哪些技术不值得。

航空航天系统理事会团队与定向能理事会的同行密切合作，并依靠以前在光束定向器开发方面的努力来进一步推广HARDROC计划中使用的技术。 “推进飞行测试是HARDROC团队的一项艰巨任务和成就，”新墨西哥州柯特兰空军基地AFRL定向能局航空效应和光束控制的联合首席研究员Matthew Kemnetz博士说。“来自这些飞行测试的数据将有助于机载光束定向器的开发工作。 虽然先进的流体控制技术是HARDROC计划的核心，但将这些空气动力学修改与光学组件的仿真相结合对于展示整体系统的有效性至关重要。

“根据我们的计算模拟和风洞结果，我们非常有信心流体控制会表现良好，”约翰逊说。“但我们心中最大的问题是，这些流体控制技术是否可以与先进定向能系统所需的敏感光学元件一起使用。HARDROC对这个问题的回答是肯定的。 为了得到这些答案，AFRL与MZA Associates签订了合同，MZA Associates是高能激光器（HEL）建模，分析，设计，开发，集成和测试以及先进光学系统的全球领导者，以设计可用于风洞或飞机的次级系统。

由此产生的设计在环境室和风洞中进行了地面测试，以确保在实际工况的功能和性能，然后在2022年夏季和秋季在公务机上进行飞行测试。在飞行测试期间，飞机高速巡航，并使用各种传感器来测量空气动力学扰动。数据表明，与其他最先进的炮塔相比，HARDROC光束定向器扩大了机载定向能系统可以运行的包络，在扩展速度范围内提供360度视野，尺寸，重量和功率或SWaP。

航空航天系统理事会集成系统处技术顾问Mike Stanek博士说：“HARDROC炮塔的成功飞行演示清除了在高速飞机上操作高功率激光器用于各种空军任务的关键剩余技术障碍之一。“低SWaP HARDROC炮塔的集成将实现在航空效应中更少的激光功率损失，与其他类型的集成策略相比，可以实现任务性能。

编辑：黄飞