L’HTV-2 è stato lanciato l’11 agosto a bordo di un razzo Minotaur IV, che a differenza del normale utilizzo ha operato e manovrato prevalentemente all’interno dell’atmosfera; i dati raccolti indicano che il velivolo si è separato positivamente dalla propria sede nel punto programmato di rilascio alla giusta velocità e direzione dopodichè ha effettuato un volo stabile a Mach 20 sopra il Pacifico per circa 3 minuti (invece di 30), incontrando problemi proprio nella fase centrale che segna la transizione dal rilascio fino alla fase di cabrata in alta atmosfera a cui segue una planata in volo pienamente controllato; durante questa stessa fase era fallito anche il primo test dell’aprile 2010, dopo il quale erano stati presi accorgimenti tecnici come l’aggiustamento del baricentro del velivolo, la riduzione dell’angolo d’attacco e l’uso dell’RCS (Reaction Control System) per aumentare l’effetto dei flap e migliorare la stabilità durante il volo non propulso. 9 minuti dopo il rilascio si è perso ogni segnale dalla piattaforma.

I tecnici col presente test credono comunque di aver collezionato dati importanti, specie per studiare e confermare i modelli predittivi circa la transizione dal flusso laminare a quello turbolento in regime ipersonico, difficilmente replicabili a terra per velocità superiori a Mach 15, le quali richiederebbero speciali e complesse gallerie del vento.

L’Hypersonic Technology Vehicle 2 “Falcon” intende essere il banco di prova di nuovi materiali, motori, principi aerodinamici, sistemi di navigazione e controllo, e dottrine operative utilizzabili in futuro per un bombardiere di nuova concezione in grado di raggiungere ogni punto del globo in un’ora partendo dagli Stati Uniti continentali (CONUS), secondo il concetto operazionale di Conventional Prompt Global Strike. Questa funzionalità richiede un aereo che possa volare a 21.000 km/h, sganciare il carico e tornare alla base con tempistiche strettissime.

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La prima missione era durata circa 8 mesi, da aprile a dicembre 2010, intervallo durante il quale sono stati compiuti numerosi test sui sistemi di base per collaudare la piattaforma in vista delle successive missioni, oltre che attività richieste dal Rapid Capabilities Office (RCO) dell’USAF al fine di sviluppare un adeguato piano operazionale per questo assetto.

Si prospetta una durata analoga per quest’ultima missione, che beneficierà dei risultati ottenuti nella prima (il cui unico problema noto è stato il collasso di un pneumatico all’atterraggio) per estendere la flessibilità del mezzo sia in orbita che durante la fase di rientro. Particolare attenzione sarà riposta nella valutazione del comportamento e della performance dei sistemi chiave di generazione di energia con pannello solare e della protezione termica e ambientale.

L’OTV impiega tecnologie sviluppate grazie agli investimenti compiuti nel programma X-37, iniziato nel 1999 e concluso nel 2004, da parte di US Air Force, NASA, e Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), e dei programmi correlati X-40 e ALTV.

Il Team industriale guidato da Boeing comprende United Launch Alliance (joint venture fra Boeing e Lockheed Martin) e Astrotech. I lavori vengono eseguiti presso i siti Boeing di Huntington Beach, Seal Beach, ed El Segundo, California.

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Questo dimostratore, chiamato ‘Nano Hummingbird’, è in grado di salire e scendere verticalmente, spostarsi a destra e a sinistra, avanti e indietro in maniera rapida, ruotare in senso orario e antiorario, con il solo utilizzo delle ali come mezzo di propulsione.

“Il successo del programma NAV apre la strada ad una nuova generazione di dispositivi aerei con l’agilità e l’aspetto di piccoli uccelli”, ha detto il Direttore del programma NAV alla DARPA Dr. Todd Hylton.

Il programma è stato avviato dalla Darpa al fine di sviluppare una nuova classe di sistemi aerei in grado di svolgere missioni all’aperto o all’interno di edifici o luoghi chiusi. Impiegando tecnologie mimetiche prese in prestito dal mondo naturale, questo microvelivolo è concepito per fornire nuove capacità di ricognizione e intelligence in ambienti urbani. La ricerca, in caso la Darpa voglia proseguire lo sviluppo di questo UAS in vista di una possibile consegna ai reparti, riguarderà l’ottimizzazione aerodinamica con l’utilizzo di particolari profili alari che permetteranno di operare a bassi numeri di Reynolds (Re < 15.000), sistemi di propulsione e sostentamento efficienti in modo da aumentare autonomia e raggio d’azione, nuovi sensori di guida e navigazione in grado di operare anche in ambienti dove i segnali GPS sono degradati.

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In particolare la versione aviolanciabile subsonica (LRASM-A), oggetto del contratto da 60.3 milioni di dollari, sfrutterà l’esperienza accumulata con il programma JASSM-ER, che fornirà la piattaforma stealth sulla quale troverà posto la comune suite di sensori fornita da BAE Systems. Il LRASM-A eseguirà due lanci in volo per l’interesse di Marina ed Aeronautica americana.

La versione supersonica per navi di superficie LRASM-B, con motore ramjet di Pratt & Whitney, utilizzerà i 157.7 milioni dollari del relativo contratto per completare la dimostrazione di quattro lanci da un Vertical Launch System (VLS), col fine di fornire una piattaforma d’attacco che bilanci le diverse esigenze di bassa osservabilità, prestazioni di velocità e raggio d’azione.

Il programma congiunto LRASM della DARPA/US Navy è stato avviato nel 2009 per offrire una nuova generazione di armi in grado di individuare e colpire obiettivi navali in aree pesantemente difese, migliorando le prestazioni limitate degli attuali missili anti-nave in termini di distanza di lancio e discriminazione del bersaglio, nonchè di resistenza alle future contromisure elettroniche avversarie.

La fase 1 del programma si è completata con i progetti preliminari delle due varianti di LRASM da parte di Lockheed Martin Missiles and Fire Control.
La fase 2 del programma continuerà lo sviluppo di entrambi missili e culminerà con una dimostrazione in volo dei prototipi in scenari tatticamente rilevanti.
In particolare durante questa fase verranno condotte una serie di prove per dimostrare la performance dei sottosistemi chiave, tra cui propulsione, sensori e software di missione, dopo le quali verrà fissato il progetto definitivo, aprendo la strada ai test di volo.

Il programma si stima che verrà completato nel 2013.

“Siamo onorati che la DARPA abbia scelto Pratt & Whitney Rocketdyne per progettare il motore di un veicolo che aiuterà le nostre truppe in missione in modo efficace e sicuro senza essere condizionate dalla viabilità esistente e dalle zone di atterraggio convenzionali”, ha dichiarato Scott Claflin, direttore di Power Innovations, una divisione di Pratt & Whitney Rocketdyne.

Il veicolo TX, ancora in fase concettuale, sarà progettato per trasportare fino a quattro soldati equipaggiati o 454 kg di materiale. Sarà capace di decollo e atterraggio verticale e autonomia fino a 463 km senza dover fare rifornimento. L’esigenza di incrociare un humvee con un elicottero nasce dall’idea di poter evitare in questo modo di subire attacchi asimmetrici in contesti urbani, o sulle strade normalmente trafficate nei teatri d’operazione, potendo decollare in spazi ridotti in situazioni di pericolo o evitare di utilizzare quei percorsi prevedibili su cui si concentrano gli attacchi degli “insurgents”. Le applicazioni vanno dai rifornimenti, al trasporto di soldati in zona d’operazione, all’estrazione di soldati impegnati in battaglia in situazione di difficoltà, o evacuazione medica. Guida, navigazione e controllo si baseranno su sistemi automatici che non richiederanno l’utilizzo di un pilota esperto.

Nella prima fase del programma verranno testati sistema di propulsione, superfici alari adattabili, materiali leggeri e nuovi controlli di volo per implementare la capacità VTOL (vertical take-off and landing) del veicolo con modalità di volo semi-automatica. L’eventuale successo di questa prima fase aprirà le porte a successivi sviluppi fino a che il progetto non sarà ritenuto maturo abbastanza per avviare la produzione.

Al programma partecipano oltre a Pratt & Whitney Rocketdyne, AAI e Lockheed Martin in veste di prime contractor; la Carnegie Mellon University, Aurora Flight Sciences, ThinGap, Metis Design, e l’agenzia governativa Small Business Innovation Research (SBIR).

Il veicolo è stato sganciato in volo sopra il Pacifico al largo della California a 50.000 piedi di altitudine, dalla sede posta sotto l’ala sinistra di un B-52H Stratofortress dell’Air Flight Test Center, decollato dalla base aerea di Edwards. Quattro secondi dopo, un booster a propellente solido derivato dall’ Army Tactical Missile Systems (ATACMS) ha accelerato l’X-51A fino a Mach 4.5 prima di venire separato da esso assieme ad un interstadio collegato. Nel motore scramjet SJY61 sviluppato da Pratt & Whitney Rocketdyne ha avuto quindi inizio la combustione di una miscela di etilene gassoso e di carburante JP-7 (lo stesso usato dall’SR-71 Blackbird), che dopo un breve periodo, ha alimentato da solo il veicolo. L’X-51A ha raggiunto in modo autonomo un’altitudine di circa 70.000 piedi e una velocità di circa Mach 5 per 200 secondi (invece dei 300 preventivati), prima di perdere potenza per una causa imprevista e quindi precipitare in mare come da programma. Generalmente si intende raggiunto il regime di volo ipersonico a velocità superiori a Mach 5.

I sensori a bordo hanno trasmesso i dati sia ad un aereo P-3 Orion della US Navy che ai centri di controllo a terra di Point Mugu, Edwards e Vandenberg. I tecnici valuteranno i terabytes di dati telemetrici raccolti prima di pianificare voli aggiuntivi con i tre restanti veicoli di prova a partire dal 2011, bilancio permettendo.

“Questo è un nuovo record mondiale e pone le basi per diverse applicazioni ipersoniche, per l’accesso allo spazio, ricognizione, attacco, proiezione globale e trasporto commerciale”, ha detto Joe Vogel, direttore dei programmi ipersonici alla Boeing.
Charlie Brink, direttore del programma X-51A presso l’Air Force Research Laboratory della Wright-Patterson Air Force Base, in Ohio, ha dichiarato: “Siamo felicissimi di aver raggiunto molti degli obiettivi di prova nel primo test ipersonico dell’X-51A. Questo balzo nella tecnologia motoristica è equivalente al passaggio avvenuto dopo la seconda guerra mondiale dai motori ad elica a quelli a reazione”.

Se le prove del prossimo anno daranno i risultati attesi l’Usaf potrà iniziare a progettare immediate applicazioni basate sulla tecnologia del WaveRider. Un missile cruise così concepito potrebbe coprire 1.000 km in un quarto d’ora e affiancarsi ai convenzionali missili balistici come assetto per attacchi a grandi distanze. Ulteriori applicazioni riguardano da vicino nuovi vettori spaziali, ideati per utilizzare nelle prime fasi di volo un motore scramjet anzichè il normale motore a razzo a propellente liquido che necessita del trasporto interno dell’ossidante, e il prototipo HTV-2 (Hypersonic Technology Vehicle) in sviluppo dalla Darpa (noto come Falcon), programma di studio volto al collaudo di tecnologie innovative da impiegare su un potenziale bombardiere con propulsione a ciclo combinato turbina/scramjet in grado di raggiungere ogni punto del globo in due ore a Mach 10, requisito posto in via preliminare dall’Aeronautica statunitense per il 2035.

Animazione del test

L’OTV è un prototipo su scala ridotta (lunghezza 8.9 m, peso al decollo di 4.9 tonnellate, apertura alare di 4.5 m) progettato per il lancio verticale e la permanenza prolungata in orbita bassa (fino a 9 mesi) dove potrà effettuare sperimentazioni di nuove tecnologie di interesse per l’aeronautica ogni volta che questa ne senta l’esigenza. Fungerà anche da laboratorio spaziale per lo sviluppo a basso rischio di tecnologie da inserire nei futuri satelliti della Difesa USA.

L’X-37B è il primo veicolo riutilizzabile, dopo lo Shuttle Orbiter della NASA, con la possibilità di riportare a terra gli esperimenti compiuti nello spazio per sucessive analisi, e subire ispezioni tecniche post missione.
L’OTV impiega tecnologie sviluppate grazie agli investimenti compiuti nel programma X-37, iniziato nel 1999 e concluso nel 2004, da parte di US Air Force, NASA, e Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), e dei programmi correlati X-40 e ALTV. Il Team industriale comprende Boeing, United Launch Alliance (joint venture fra Boeing e Lockheed Martin), e Astrotech.

La missione è coincisa con il primo lancio di un Atlas V in configurazione 501, che non richiede motori a propellente solido data la leggerezza del carico, e con il primo lancio da circa cinque anni che coinvolge una carenatura del muso del missile con diametro della classe 5 metri.

Una volta provata la capacità di essere velocemente rimesso in orbita, e la sua efficacia in termini di contributi tecnologici e costi, l’X-37B potrà passare in futuro ad uno stabile impiego operativo.

“Questo contratto si basa sul successo dei nostri test a terra della tecnologia di motore a ciclo combinato sviluppata per il programma Falcon e ora continuiamo a maturare l’hardware necessario ad un sistema di propulsione dual-mode ramjet”, ha detto Cal DeFreese, responsabile del programma. “Il dimostratore permetterà una preziosa riduzione del rischio relativo al progetto, in vista delle future opportunità di prove in volo”.

Le applicazioni del sistema di propulsione TBCC potrebbero includere velivoli ipersonici riutilizzabili per missioni di strike globale e ricognizione. In particolare tali studi, finanziati dalla Darpa all’interno di Falcon e culminati nel programma Blackswift/HTV-3X (cancellato a ottobre 2008 per taglio dei fondi), che vedono in prima linea Lockheed Martin e Boeing, volgono alla progettazione di un bombardiere ipersonico non pilotato, spendibile e riutilizzabile, capace di decollare dagli Stati Uniti ed arrivare su un bersaglio qualunque nel mondo in meno di due ore. Il Pentagono ha deciso quindi di procedere per gradi continuando a finanziare il programma HTV-2 (Hypersonic Technology Vehicle) per lo sviluppo di materiali, motori, aerodinamica, sistemi di navigazione e controllo utilizzabili su un velivolo di prova, terminando così i programmi di studio SLV (Small Launch Vehicle, piattaforma per il lancio di piccoli satelliti in orbita bassa, completato) e CAV (Common Aero Vehicle, veicoli ipersonici manovrabili in grado di rientrare in atmosfera rilasciando fino a 1000 libbre di munizioni in volo suborbitale).

Boeing dal canto suo procede nello svilppo dell’X-51A WaveRider, prototipo di missile da crociera ipersonico spinto inizialmente da un booster a razzo e quindi da un motore scramjet in grado di accelerarlo a velocità oltre mach 6.5. Pratt & Whitney Rocketdyne, incaricata dello sviluppo del motore, è il principale referente americano dei programmi di ricerca riguardo nuove tecnologie legate alla propulsione aerospaziale.

Il programma è stato avviato dalla Darpa al fine di sviluppare una nuova classe di sistemi aerei in grado di svolgere missioni all’aperto o all’interno di edifici o luoghi chiusi. Impiegando tecnologie mimetiche prese in prestito dal mondo naturale (in particolare dagli insetti), questo microvelivolo è concepito per fornire nuove capacità di ricognizione e intelligence in ambienti urbani. La ricerca riguarderà l’ottimizzazione aerodinamica con l’utilizzo di particolari profili alari che permetteranno di operare a bassi numeri di Reynolds (Re < 15.000), sistemi di propulsione e sostentamento efficienti in modo da aumentare autonomia e raggio d’azione, nuovi sensori di guida e navigazione in grado di operare anche in ambienti dove i segnali GPS sono degradati.

Il team impegnato nello sviluppo del NAV ha sviluppato anche i MAV (Micro Air Vehicle) Black Widow e Wasp sempre per la Darpa.

“I nostri UAS (Unmanned Aircraft System) Raven e Wasp III sono iniziati come programmi di sviluppo simili al programma NAV, e ora contribuiscono a proteggere la vita e a migliorare l’efficacia operativa dei combattenti” ha detto John Grabowsky, vice presidente esecutivo e general manager dei sistemi senza pilota alla AV. “Il programma NAV rappresenta il primo sviluppo di una nuova e rivoluzionaria classe di UAS che potrebbe fornire nuove preziose capacità ai nostri clienti,” ha aggiunto Grabowsky.

Le forze armate americane usano in modo esteso UAS di AeroVironment lanciati a mano per missioni di sicurezza delle basi, ricognizione dei tragitti, missioni di pianificazione, valutazione dei danni in battaglia e protezione contro minacce terroristiche. L’US Army ha riferito che i suoi Ravens sono stati utilizzati per circa 150.000 ore di combattimento nel 2007.

AV ha consegnato oltre 9.000 piccoli aerei senza pilota fino ad oggi, fra cui Raven, Wasp e Puma.

“Con la sua capacità di operare autonomamente per periodi estremamente lunghi, trasportando nel contempo pesanti carichi utili, l’ A160T è perfettamente progettato per una varietà di missioni militari”, ha detto Grady Eakin, direttore Business Development di Boeing Advanced Systems. “Le ampie baie interne possono ospitare contemporaneamente vari pacchetti di sensori, permettendo così di eseguire simultaneamente missioni prolungate di intelligence, ricognizione, sorveglianza, acquisizione obiettivi, trasmissione comunicazioni, attacco diretto e altre missioni durante la stessa sortita. Un modulo montato esternamente può consentire ulteriori carichi per trasportare rifornimenti pesanti o recuperare assetti di alto valore con grande precisione”.

Lo UAV utilizzato nel test è stato uno degli A160T che Boeing Advanced Systems sta costruendo per i propri clienti tra cui la DARPA, l’US Army Aviation Applied Technology Directorate e l’US Naval Air Systems Command. Lo stesso velivolo ha raggiunto un’altra tappa importante il 9 maggio dopo aver completato con successo dimostrazioni HOGE (hover out of ground effect) ad altitudini di 15.000 e 20.000 piedi. “Il test Hoge è stato un volo importante perché dimostra una capacità che altri velivoli senza pilota ad ala rotante non possono fornire”, ha affermato Jim Martin, direttore del programma A160T. “L’abilità di sostentarsi fisso ad alta quota pone l’ A160T al di sopra di determinate zone montagnose e fuori dalla portata di alcune difese a terra, fornendo capacità di intelligence, ricognizione, sorveglianza e acquisizione obiettivi, e svolgendo altre missioni per le truppe a terra”.

Con l’ultimo test si chiude la prima fase di programma, che ha visto anche un volo di otto ore con velocità di punta di 263 km/h, con carico di 1.000 lb (454 Kg) a 962 km di distanza. Seguirà ora un periodo di otto mesi in cui verranno consolidate le tecnologie impiegate e l’affidabilità del sistema in unione alle suite di sensori in sviluppo, e in cui verranno svolte 60 ore di test programmati in volo per estenderne l’inviluppo e 250 ore di test a terra.

Hummingbird si caratterizza per una tecnologia del rotore che migliora notevolmente l’efficienza globale delle prestazioni regolandone la velocità a seconda delle diverse altitudini, pesi e velocità di crociera. L’A160T misura 10.6 metri di lunghezza con un diametro del rotore di 11 metri, può volare a più di 260 km/h con una quota operativa compresa fra i 20.000 e i 30.000 piedi (con possibilità di hovering fino a 15.000 piedi) e autonomia per più di 20 ore.