McDonnell Douglas F/A-18 Hornet

NASA Armstrong Fact Sheet: F/A-18-Flugzeuge zur Systemforschung

Das NASA Dryden Flight Research Center verwendet ein F/A-18 Hornet-Kampfflugzeug als Systems Research Aircraft (SRA). Das Flugzeug ist von der US Navy ausgeliehen. Das SRA-Projekt trägt dazu bei, dass neue Luft- und Raumfahrtkonzepte schnell auf die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtindustrie übertragen werden, damit sie auf Technologien für kommerzielle und militärische Flugzeuge und Raumfahrzeuge angewendet werden können. Zu den an Bord der F/A-18 SRA untersuchten Schlüsseltechnologien gehören fortschrittliche Power-by-Wire-Konzepte und Fly-by-Light-Systeme (Glasfaserkabel) sowie elektrisch angetriebene Aktuatoren und fortschrittliche Flugsteuerungs-Computersoftware. In der Vergangenheit kontrollierten Piloten Flugzeuge durch direkte menschliche Kraft. Mit zunehmender Motorleistung und Drehzahl wurde mehr Kraft benötigt und eine hydraulisch verstärkte Steuerung, die von Flugsteuerungscomputern gesteuert wird, entstand.Power-by-Wire-, Fly-by-Light-Systeme und elektrisch angetriebene Aktuatoren zielen darauf ab, umständliche Hydraulikkabel zugunsten vielseitigerer Drähte und Glasfaserkabel zu eliminieren. Zukünftige Flugzeuge, die von der Forschung an Bord der SRA profitieren werden, sind die Hochgeschwindigkeitsflugzeuge der nächsten Generation für die allgemeine Luftfahrt und das Militär. Darüber hinaus entwickelt das Programm fortschrittliche Flugtesttechniken, die in zukünftigen Flugzeugen eingesetzt werden.

Einführung

Das Hauptziel des SRA-Projekts besteht darin, die neuesten und fortschrittlichsten Technologien zu identifizieren und im Flug zu testen, die für Unterschall-, Überschall- (schneller als Schallgeschwindigkeit), Hyperschall- (mehr als fünfmal so hohe Schallgeschwindigkeit) und Weltraumanwendungen von Vorteil sind. Die SRA-Einrichtung ermöglicht es Regierung und Industrie sich auf die Integration, den Bodentest und die Flugvalidierung bahnbrechender Technologien zu konzentrieren.

Die Fähigkeit, neue Technologien im Flug zu testen, kann wahrgenommene und reale technische Hindernisse beseitigen. Der von der SRA-Einrichtung verwendete Systemprüfstandansatz senkt die Entwicklungskosten, verringert den Zeitaufwand für die Entwicklung neuer Technologien und konzentriert die Forschungsanstrengungen. Das Projekt erfüllt mehrere Ziele der NASA Aeronautics and Space Transportation Technology, darunter eine erhöhte Flugsicherheit, eine verbesserte Umweltverträglichkeit und einen günstigeren Zugang zum Weltraum.

Flugforschungsprojekte EPAD (= Electrical Powered Actuation Design Validation Project)

Der Zweck des EPAD-Projekts besteht darin, die Zuverlässigkeit und Leistung fortschrittlicher Aktuatoren zu untersuchen. Ein Aktuator übersetzt Signale von den Flugsteuerungen des Flugzeugs in eine mechanische Aktion von Steuerflächen wie Klappen, Querrudern und Seitenrudern.

Das EPAD-Projekt ist eine gemeinsame Anstrengung der NASA, der US Air Force und der US Navy. Zwei Aktuatoren, der Smart Actuator und der Electro-Hydrostatic Actuator, wurden an Bord der SRA erfolgreich getestet. Der dritte Aktuator des Projekts, der elektromechanische Aktuator, kam im Oktober 1997 in Dryden an. Der elektromechanische Aktuator konnte die Kosten sowie die Logistik- und Wartungsunterstützung für zukünftige Flugzeuge erheblich senken. Neben Einsparungen bei Kosten und Support versprechen elektrische Systeme eine geringere Anfälligkeit im Kampf, da Hydraulikleitungen im Rumpf und im Flügelkasten entfallen. Das Experiment begann im März 1998 nach bodengestützten Tests.

Schlieren Imaging System Experiment

Das Experiment mit dem Schlieren Imaging System verwendet zwei F-18, ein „Chase“-Flugzeug, das mit einem speziellen Luftkamerasystem ausgestattet ist, und Drydens F/A-18 SRA, das als „Ziel“-Flugzeug fungiert. Während die F / A-18 SRA mit Überschallgeschwindigkeit vor der Sonne vorbeifliegt, werden ihre Stoßwellen beleuchtet, die dichter als die Umgebungsluft sind. Die F / A-18 mit dem Schlieren Imaging System kann diese Stoßwellen mithilfe der Optik und der Imaging-Kamera des Systems aufzeichnen, die sich in einem modifizierten NITE Hawk Forward Looking Infrared Pod befinden. Dieser Pod bietet die Stabilität zur Nachverfolgung, die für die Schlieren-Bildgebung erforderlich sind. Das Studieren von Bildern von Stoßwellen hat mehrere mögliche Anwendungen: Forscher können die Auswirkungen von Überschallknallen auf den Boden reduzieren, Überprüfung und Verbesserung von Windkanalstudien und Computertechniken, die die Struktur und Bewegung von Stoßwellen vorhersagen, und Beobachtung der Wechselwirkungen von Abgas- / Federstößen von Flugzeugtriebwerken, die sich negativ auf die Triebwerksakustik oder -leistung auswirken können. Imaging-Flüge begannen Anfang 1998.

Globales Luft-Luft-Positionierungssystem

Um das Schlieren-Experiment durchzuführen, wurden bei der F/A-18 SRA und Drydens F-18 Nr. 846 ein neues globales Luft-Luft-Positionierungssystem (GPS) verwenden. Das Luft-Luft-GPS-System besteht aus einem GPS-Empfänger und einem Modem in jedem Flugzeug für die Datenkommunikation zwischen den beiden F-18. Die F-18 Nr. 846, das „Verfolgungsflugzeug“, verarbeitet Informationen in seinem Empfänger, berechnet die relativen Echtzeitpositionen der beiden Flugzeuge und zeigt diese Positionen für den Piloten an. Dies liefert genaue Informationen über die Position des SRA „Ziel“ -Flugzeugs, die für die Schlieren-Bildgebung erforderlich ist. Luft-Luft-GPS hat auch wertvolle Anwendungen, bei denen genaue Informationen über die relativen Positionen von Flugzeugen erforderlich sein könnten. Mögliche Anwendungen sind Flug- und Wirbelströmungsmessungen hinter Flugzeugen. Frühe Flugforschungsmissionen haben eine Genauigkeit von 6 Zoll gezeigt.

Produktionsunterstützung Flugsteuerungscomputer

Der Flight Control Computer mit Produktionsunterstützung soll die Entwicklung neuer Flugsteuerungssoftware beschleunigen. Standard F-18 fliegen mit einem Satz Flugsteuerungssoftware. Dieses neue System ermöglicht es dem Flugzeug, mit zwei Sätzen von Software Research Flight Control Software und der Standard Flight Control Software zu fliegen. Das Flugzeug kann mit der Forschungssoftware fliegen, und wenn Probleme auftreten, kann der Pilot schnell auf die Standard-Flugsteuerungssoftware umschalten. Diese neue Funktion beschleunigt die Entwicklungszeit für neue Flugsteuerungssoftware, indem die am Boden verbrachte Validierungs- und Verifizierungszeit verkürzt wird, bevor sie im Flugzeug installiert und geflogen wird. Der Flight Control Computer mit Produktionsunterstützung wurde im Dezember 1997 einem kombinierten Systemtest unterzogen und flog im März 1998.

Projektmanagement

Das Systemforschungsflugzeugprojekt von Dryden ist eine gemeinsame Anstrengung von Dryden und den Langley- und Lewis-Forschungszentren (jetzt Glenn) der NASA. Mit dabei sind auch die US Air Force und die Navy.

Die SRA wurde aus einem Vorproduktionsmodell der F/A-18 entwickelt, einem zweisitzigen Kampfflugzeug, das von Boeing, ehemals McDonnell Aircraft Co., St. Louis, MO, gebaut wurde. Die F/A-18 ist derzeit bei der US Navy und dem Marine Corps im Einsatz.