гривна

Dec 11, 2023

Марк Цвинер, Тони Долл, Митчелл Флеминг, Майкл Дэвис, Энтони Васмански в секции высокого давления большой газовой пушки.

«Впечатляющее» — это слово, которое приходит на ум при описании Центра аэрофизических исследований (ARC) компании UAH, объекта площадью около 67 000 квадратных футов, расположенного в Редстоунском арсенале, где проводятся высокоскоростные полеты и испытания на удар.

Являясь частью Научно-исследовательского института Украины, ARC оснащен тремя двухступенчатыми системами легкогазовых пушек, которые исследуют взаимодействие высокоскоростного транспортного средства и его окружающей среды. Эти системы обладают уникальной способностью поддерживать чрезвычайно высокие скорости — до 7 километров в секунду, что в 21 раз превышает скорость звука. К пушечным системам присоединены закрытые испытательные камеры, которые позволяют визуализировать поток воздуха вокруг высокоскоростных объектов, таких как ракеты, а также то, что происходит при столкновении двух материалов на высокой скорости.

По словам Марка Цвинера, менеджера по эксплуатации ARC, это исследование помогает информировать теоретические и калибровать вычислительные модели, чтобы предсказывать более сложные события в компьютерной системе. Он также предлагает гораздо более экономичную альтернативу реальному тестированию. «Когда вы делаете что-то в лаборатории, вы можете получить много знаний, проверяя в контролируемой среде, прежде чем выйти и фактически провести испытание боевым огнем», — говорит доктор Стив Мессерви, директор научно-исследовательского института.

Энтони Васмански, руководитель бригады ARC, за штурвалом 25-тонного козлового крана, необходимого для сборки и эксплуатации большой системы газовых пушек.

Некоторые из предстоящих проектов ARC не менее впечатляющи, чем сам объект. Например, в течение следующих трех-четырех лет Центр будет помогать Бюро по алкоголю, табаку, огнестрельному оружию и взрывчатым веществам (ATF) проводить исследования в области криминалистики взрывчатых веществ путем сбора диагностических данных о чувствительности и производительности самодельных устройств. Эти данные затем могут быть использованы АТФ для обучения экспертов в департаментах полиции и национальной безопасности, которым поручено расследование взрывных действий.

Доктор Мессерви говорит, что ARC также планирует работать с Федеральным управлением гражданской авиации (FAA) над проектом по предотвращению столкновений в воздухе, в котором изучаются последствия столкновений беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) с другими авиационными средствами в попытке создать более крупную базу данных о столкновениях в воздухе. что происходит, когда возникают эти проблемы. Центр проектирования и моделирования винтокрылых систем компании UAH, возглавляющий этот проект, выполнит физическое моделирование и расчеты, а ARC возьмет на себя экспериментальную часть.

Цвинер подчеркивает важность связи между экспериментальным и теоретическим при проведении подобных исследований. «Они все работают вместе», — говорит он. «Есть некоторые вещи, которые трудно измерить экспериментально. Но если у вас есть некоторые свойства, которые вы можете хорошо измерить экспериментально, тогда вы можете сравнить их с расчетными, и это дает вам уверенность в том, что другая ваша информация, которую трудно получить экспериментально, является разумной. ."

Цвинер добавляет, что эксперименты часто упрощаются, поскольку стоимость и сложность проведения эксперимента с высокой точностью ограничены. Таким образом, вместо того, чтобы, например, подвергать всю сборку БПЛА ударным испытаниям на очень высоких скоростях, критические компоненты, такие как аккумулятор или двигатель, тестируются индивидуально. «Затем специалисты по вычислениям смогут сравнить эти результаты, и когда они получат достаточно хорошее моделирование, они смогут добавить его в компьютер и запустить тысячи и тысячи ударных событий», — говорит Цвинер. Эти эксперименты действуют как эталоны для вычислительных моделей, которые затем определяют разброс вероятностей того, какой ущерб может быть нанесен.

Тони Долл, главный машинист, осматривает деталь фрезерного станка с числовым программным управлением ARC.

Клиенты часто приходят в ARC с потребностью в информации определенного типа, но не имеют возможности или активов для ее получения. «У людей есть теории – они придумывают модели, но им нужно найти некоторые данные, подтверждающие их прогнозы со статистической точки зрения», – говорит доктор Мессерви. Так было в более недавнем проекте, в котором ARC помогал малому предприятию, разрабатывавшему новый метод определения характеристик материалов. ARC работал с главным исследователем UAH, доктором Джудит Шнайдер из Департамента машиностроения и аэрокосмической техники UAH, над разработкой экспериментальной системы для исследования этого метода, которая значительно снизит стоимость сбора данных о металлах с высокой скоростью деформации, таких как как сталь.