Проект Perlan - Perlan Project

Арктическое стратосферное облако (перламутровое облако)

Проект Perlan Inc. является некоммерческой организацией, занимающейся аэронавигационными исследованиями и атмосферными исследованиями, согласно 501 (c) (3), которая использует планеры (планеры), предназначенные для полетов на очень больших высотах.

29 августа 2006 г. Стив Фоссетт и Эйнар Эневольдсон, пилоты Perlan Mission I, побили существующий рекорд высоты для планеров, взлетев на стандартном планере на высоте до 50 671 фута (15 460 м), используя стратосферные волны воздуха. Perlan Project в настоящее время работает над Airbus Perlan Mission II, где Airbus является титульным спонсором.

В Fédération Aéronautique Internationale 3 сентября 2017 года ратифицировал рекорд высоты в 15 902 метра (52 172 фута).^[1][2][3] В этом полете использовались специально разработанные и построенные наддувные высотные. Наветренная производительность Perlan II планер. Во время полета также были собраны данные об атмосфере Земли и ее озоновом слое.

Проект ожидает ратификации рекордов высоты: 18 492 м (60 669 футов) 26 августа 2018 г., 19 439 м (63 776 футов) 28 августа 2018 г. и 22 646 м (74 298 футов) 2 сентября 2018 г.^[1]

Метеорологическая основа миссий

Стоячие горные волны являются источником восходящего воздуха, используемого в спорте парящий. Катание на этих волнах, в некотором роде схожее с серфингом на океанской волне, широко использовалось для достижения больших высот на планерах с тех пор, как они были обнаружены немецкими пилотами планеров, в том числе Вольф Хирт, в 1933 г. Ризенгебирге.^[4] Этот метод использует сильно поднимающийся и опускающийся воздух в горные волны. В этих волнах планеры регулярно поднимаются на большие высоты.

Перед полетом 4 сентября 2017 года абсолютный мир планеров рекорд высоты стояла на высоте 15 460 метров (50 727 футов), что является высотой, достигнутой Стив Фоссетт и Эйнар Эневольдсон во время миссии Perlan I. Предыдущий рекорд составлял 14 938 метров (49 009 футов). Он был установлен в 1986 году Робертом Р. Харрисом, летевшим из California City и достигнув своего рекордного роста Гора Уитни, Калифорния.^[5] Это может быть близко к пределу для стоячих горных волн в умеренных широтах, хотя в необычных метеорологических условиях могут быть достигнуты гораздо большие высоты.

В умеренных широтах стоячие волны обычно не превышают тропопаузу. Сильный западный ветер обычно ослабевает выше тропопаузы, которая, как было показано, ограничивает или предотвращает восходящее распространение стоячих горных волн. Однако на внешней границе Полярный вихрь зимой стратосферный струя полярной ночи существуют. Его поле ветра может соединяться с полем ветра полярных струйный поток. В результате ветер усиливается с высотой через тропопауза и выше до 100 000 футов или выше. Когда это соединение ветров происходит над барьерной горой, стоячие горные волны будут распространяться через весь этот диапазон высот. Эйнар Эневольдсон, бывший НАСА летчик-испытатель, стремился продемонстрировать возможность езды на этих стратосферных стоячих горных волнах. Благоприятные погодные условия, хотя не во всех случаях требуется одновременное существование для подъема в стратосферные волны, не являются исключительными:^{[нужна цитата ]}

• Стратосферная полярная ночная струя над головой (возникающая в приполярных широтах в конце зимы и начале весны),^{[нужна цитата ]}
• Префронтальные условия,^{[нужна цитата ]}
• Постепенное увеличение скорости ветра с высотой,^{[нужна цитата ]}
• Направление ветра в пределах 30 ° перпендикуляра к хребту,^{[нужна цитата ]}
• Сильный маловысотный ветер в стабильной атмосфере,^{[нужна цитата ]}
• Скорость ветра по гребню не менее 20 узлов.^{[нужна цитата ]}

Эти условия, вероятно, будут встречаться в южном регионе Патагонии три-четыре раза в год с середины августа до середины октября. Вероятно, они встречаются в Новой Зеландии, но реже; чаще над Антарктическим полуостровом; и в нескольких местах в северном полушарии, но ближе к Северному полюсу на широтах выше 60 ° северной широты.^{[нужна цитата ]}

Цели

Общая цель проекта - показать, что полет планера глубоко в среднюю стратосферу - в районе 90000 футов - может выполняться безопасно, многократно и экономично. Планер является идеальной платформой для нескольких научных и технологических исследований:

• Планер может точно маневрировать на очень больших высотах, чтобы пересечь или оставаться относительно неподвижным в желаемой части волновой структуры, поскольку структура определяется в полете.
• Планер может оставаться на станции в течение нескольких часов, чтобы зафиксировать эволюцию волны.
• Планер с современными компактными приборами малой мощности позволяет точно регистрировать движение воздушных масс, а также собирать образцы для последующего наземного анализа или анализа в полете.
• Планер отличается высокой прочностью и отличной управляемостью. Он идеально подходит для проникающих волн с целью определения структуры турбулентности и последующей динамики полета.
• Планер на высоте 90 000 футов летает примерно в таком же аэродинамическом режиме - числа Маха и Рейнольдса, - что и самолет средних размеров, летящий у поверхности Марса.
• Планер может нести аэродинамические приборы для измерения поведения пограничного слоя в этом режиме лучше, чем это можно сделать в любой аэродинамической трубе.

История

Эйнар Эневольдсон задумал проект в 1992 году, увидев новые LIDAR-изображения стоячих горных волн к западу от Кируна, Швеция, который Вольфганг Ренгер из DLR, Оберпфаффенхофен Германия вывесила на стене своего офиса. Эневолдсон собрал данные о местоположении, распространенности и силе стратосферных горных волн в период 1992–1998 годов. Начиная с 1998 года Элизабет Остин расширила анализ данных и поставила проект на прочную метеорологическую основу, отметив, что стратосферная полярная ночная струя является основным фактором, способствующим распространению стоячих горных волн высоко в среднюю стратосферу. В это время небольшая группа на НАСА Драйден Центр летных исследований проанализировал динамику полета и аэродинамику полета планера на высоту до 100 000 футов.

В 1999 году, Стив Фоссетт услышал, что Эневольдсон пытается найти финансирование, и сразу же попросил присоединиться к проекту. ВВС США, на основании запроса НАСА, предоставила для проекта скафандры полного давления. А Глейзер-Диркс DG-500 (DG 505M) моторизованный планер был модифицирован, чтобы удалить весь двигатель и сопутствующее оборудование, а также место, используемое для хранения жидкий кислород и большой запас Li-SO₂ первичные батареи. Большая часть инструментов и электроники была заменена оборудованием, подходящим для экстремальных высот, с которыми столкнется планер. Дункан Каммингс, из Сан-Педро, Калифорния, построены специальные, легкие, эффективные и надежные терморегуляторы лицевой панели. Батлер Парашют Компания построила специальные высотные стабилизированные парашюты.

Эневольдсон и Фоссет вылетели на планере из California City для шейкдауна и предварительных высотных полетов в Сьерра-Невадас Калифорнии, достигнув высоты более 42 000 футов весной 2002 г. Летом 2002 г. планер был отправлен в Омарама, Новая Зеландия, куда он летел три зимы, не достигнув стратосферы. Время было слишком ранним в сезоне.

Миссия Перлана I была разработана, чтобы доказать тезис Эневольдсона путем фактического полета и восхождения на эти стратосферные горные волны. В 2005 году планер был отправлен в Эль Калафате, Аргентина, небольшой городок на 50 ° южной широты. Пять попыток за трехнедельный период, ни одной при благоприятных погодных условиях, не увенчались успехом. В 2006 году прогноз предполагал очень благоприятные условия 28 августа, но на высоте 33 000 футов при сильном подъеме скафандр Стива Фоссета надулся преждевременно и чрезмерно, и полет был прерван. На следующий день, 29 августа, после замены одного из регуляторов скафандра, погодные условия все еще были благоприятными, команда предприняла еще одну попытку. После четырехчасового подъема Эневолдсон и Фоссет достигли рекордной высоты в 50 671 фут (15 460 м), подтвердив концепцию.

Поскольку рекордный полет 29 августа 2006 года подтвердил тезис Эневольдсона, Стив Фоссетт согласился постепенно финансировать следующую миссию: построить планер специального назначения с герметичной кабиной для полета на высоту 90000 футов. На момент смерти Стива 3 сентября 2007 года был завершен структурный и аэродинамический дизайн фюзеляжа, а также аэродинамический дизайн всего планера. Финансирование оставшейся части проекта Perlan было потеряно со смертью Стива, и был начат поиск нового финансирования.

Airbus Perlan Миссия II

После смерти Фоссета в 2007 году казалось, что миссия находится в постоянном перерыве. Тем не менее, новая команда постепенно собиралась вокруг Enevoldson, и частичное финансирование было обеспечено благодаря обязательствам со стороны партнеров в Соединенные Штаты и Австралия. Эйнар Эневольдсон сообщил в сентябре 2008 года, что Морган Сандеркок, опытный пилот планера из Австралии, предоставил средства для перезапуска проекта. Это финансирование было направлено на завершение фюзеляжа с герметичной кабиной и проведение структурных испытаний на нем, но потребовались дополнительные средства для завершения работ. самолет.

В июне 2010 г. Деннис Тито присоединился к миссии в качестве пилотного проекта и основного спонсора, что позволило добиться значительного прогресса в завершении самолет. В том же году Джим Пейн, обладатель множества мировых рекордов, присоединился к проекту в качестве главного пилота.

Грег Коул из Наветренная производительность показать, что планер на высоте 90000 футов относительно просто, а 100000 футов - возможен, хотя и труднее и дороже. Windward Performance построит планер из высококачественных инструментов и инструментов. Планер требует относительно высокого уровня проектирования, анализа и конструкции, чтобы он был защищен от флаттера на очень высоких истинных скоростях воздуха и достаточно прочен для потенциально сильной турбулентности, которая может возникнуть на высоте 90000 футов. Он также должен иметь проверенные и надежные системы наддува и рециркуляции воздуха в кабине.

В 2014, Airbus согласился стать генеральным спонсором и предоставить достаточное финансирование для завершения строительства самолета, летных испытаний и полетов на высоте. Миссия переименована в Airbus Perlan Миссия II.RDD Enterprises, авиационная компания, занимающаяся исследованиями, проектированием и разработкой Редмонд, Орегон, взяла на себя производство Perlan 2.

Полетные кампании

Самолет был завершен летом 2015 года, первый полет был запланирован на 7 сентября. Ветреные погодные условия в тот день помешали полету, который, наконец, произошел 23 сентября.^[6] Летные испытания начнутся и продолжатся через Минден, Невада осенью и зимой 2015 года с использованием нового ангара, подаренного Тито.^[7] Первые попытки достичь высоты 90000 футов будут осуществлены с Эль Калафате, Аргентина, глубоко на юге Патагония, в Южное полушарие вскоре после этого летом 2016 года.

Новый рекорд высоты 15 902 метра (52 172 фута), установленный Джимом Пейном (США) и Морганом Сандеркоком (Австралия) из Международный аэропорт Команданте Армандо Тола в Эль Калафате, Аргентина. Полет состоялся 3 сентября 2017 г.^[2][8]

Сезон 2018 года снова проходил в Эль Калафате. Проект приобрел Grob G 520 Egrett турбовинтовой самолет для использования в качестве буксирующего самолета. Это позволило буксировать Perlan II на высоту 44000 футов (13000 м). ^[9] Кажется, это самая высокая буксировка планера, поскольку рекорды не зарегистрированы.

26 августа 2018 года Джим Пейн и Морган Сандеркок достигли высоты 18 492 м (60 669 футов).^[10][1]За этим последовали 19 439 м (63 776 футов) с Джимом Пейном и Мигелем Итурменди 28 августа 2018 года.^[1]2 сентября 2018 года Джим Пейн и Тим Гарднер достигли высоты 22 646 м (74 298 футов),^[1] превзойдя 73737 футов (22 475 м), достигнутый Джерри Хойтом 17 апреля 1989 г. Локхид U-2: самый высокий пилотируемый дозвуковой полет тяжелее воздуха. Perlan 2 может летать на высоту 90000 футов (27000 м), если позволяют условия, что выше рекордной высоты пилотируемого горизонтального полета. SR-71 Блэкберд на высоте 85 069 футов (25 929 м).^[10]Предыдущие рекорды измерялись барометрическая высота, для рекордов на большую высоту теперь требуется GPS данные.^[11]

Примечания

Рекомендации

внешняя ссылка

• Официальный сайт проекта Perlan
• Техническое описание НАСА DRC-00-08: Взлет на высоту 100 000 футов на стратосферных горных волнах