ARES（可重构VTOL）实现里程碑飞行

摘要：9月，在宾夕法尼亚州Piasecki空中可重构嵌入式系统（ARES）进行了简短的系留测试，结果表明，有翼涵道螺旋桨演示机可以在有和没有移动多任务模块（M4）的情况下保持稳定的悬停。

9月，在宾夕法尼亚州Piasecki空中可重构嵌入式系统（ARES）进行了简短的系留测试，结果表明，有翼涵道螺旋桨演示机可以在有和没有移动多任务模块（M4）的情况下保持稳定的悬停。

ARES无人机系统（UAS）是由2009年DARPA建造有人驾驶飞行汽车的努力发展而来。洛克希德·马丁是主要承包商，负责飞行控制软件。ARES成功完成了30小时的地面测试，并于2019年获准进行悬停飞行，但在飞行前资金已经用尽。

9月6日，ARES概念验证飞行模块在宾夕法尼亚州皮亚塞基飞机总部进行了悬停测试

ARES第二阶段SBIR涵盖了ARES飞行模块（飞机本身）和M4有效载荷模块的力和力矩测试以及约束悬停测试。飞行模块单独盘旋了大约一分钟，并在连接M4的情况下重复了这一测试。未来的测试旨在将双涵道ARES过渡到高效巡航飞行。DARPA最初的要求是垂直起飞，并过渡到185-260km/h的轻型飞机巡航速度。ARES有效载荷将受到测试的限制。

ARES演示机的设计总重为3200公斤，但最初是在M4模块的总重量为2400公斤的情况下进行测试。ARES工程师采用了倾转涵道螺旋桨配置，在受限的城市或山区环境中垂直运行，并保护在双螺旋桨周围工作的士兵。机翼为巡航飞行提供了高效的升力。在全翼飞行中，将在外翼板、涵道和机身之间分配升力。皮亚塞基对目标飞行器有不同的设计目标，但演示机将验证从悬停到过渡和返回的倾转涵道配置和飞行控制规律。ARES测试品将在宾夕法尼亚州的皮亚塞基直升机上根据FAA的授权证书进行额外的悬停测试。随后，将在纽约罗马的格里菲斯国际机场无人机测试场过渡到翼载巡航飞行。纽约无人机测试场地毗邻空军研究实验室（AFRL）信息局罗马实验室。测试将在有和没有ARES有效载荷模块的情况下进行。

ARES的关键运行概念之一是模块化概念，即有一个通用的飞行模块，能够通过交换特定任务的模块来定制平台的任务能力。美国陆军医学界一直非常渴望展示自主CASEVAC的能力。

Piasecki在马里兰州德特里克堡陆军远程医疗和先进技术研究中心（TATRC）的资助下建造了M4演示有效载荷模块。这个12英尺长、6英尺高的模块内部可容纳两个担架和一个供医务人员使用的长椅，并配有医疗照明和电气连接。同一模块可以配备货物、传感器或其他任务负载。这次初步演示实际上是为了展示该飞行器在两种截然不同的配置下完成模块化CASEVAC任务的能力。为了证明自主CASEVAC的作战效能，还有很多工作要做。首先，飞机需要自动化。目前，都是飞行员在循环中的工作。其次，需要在M4中实施陆军开发的许多技术，以及匹兹堡大学开发的许多其他技术，用于远程患者护理，以及第一响应者进行分诊的人机界面，以描述患者的身体状况，从而限制飞行包线，使其不会对伤员造成伤害。所有这些都是后续阶段的工作，将为未来的一些作战整机提供信息。

概念验证

ARES飞行试验配备了仪器，可测量250多个关键参数，包括负载、温度、压力、燃料流量、控制位置、控制负载和功率，包括转速和扭矩。测试目标是验证飞机在两种不同配置下的可控性，一种是单独使用飞行模块，另一种是使用携带M4 CASEVAC模块的飞行模块。仪器的基本目的是验证飞机的正常运行，并向飞行测试工程师提供飞行关键的实时数据。

ARES概念验证飞行模块由两台820马力的霍尼韦尔航空航天HTS900涡轴发动机提供动力，驱动RTT Powersports的双涵道螺旋桨。Piasecki和洛克希德的工程师在初步设计中使用了一个小型ARES风洞模型，并运行了一个三分之一比例的动力风洞模型，其桨盘载荷相当于洛克希德·马里埃塔风洞中的全尺寸飞机。

目前位于Heliplex的ARES模拟器与霍尼韦尔航空航天技术的控制系统集成在一起，该系统用于真实飞机的人体在线测试。可以通过地面控制系统来驱动它，这样飞行员就可以通过地面控制台来操纵模拟机。按照这种方式，使用霍尼韦尔的紧凑型电传飞行控制系统。制定飞行控制规律并将其提供给霍尼韦尔。霍尼韦尔对这些控制律进行编码，对其进行测试并对飞行控制律进行调整，对代码进行修改并将其返还。

ARES团队在与M4模块对接并展示与组合整机的稳定悬停后庆祝

目前的ARES M4模块已配备用于CASEVAC演示，而这张2021年的照片显示了指挥和控制布局。其他配置可能包括货物或传感器有效载荷

到目前为止，皮亚塞基飞机和霍尼韦尔已经对ARES飞行控制律进行了10次迭代。皮亚塞基认为霍尼韦尔已经破解了经济实惠的三冗余电传飞行控制开发的代码。这比DARPA项目下的成本低一个数量级。该控制制造商在笔记本电脑大小的包装中提供了冗余控制和包线保护功能。Piasecki的整个软件方法是与平台无关的代码，这是一个稳定的基础。因此，整个认证方法变得更加顺利，也是系统经济实惠实施的关键。根据2023年资助ARES测试的3700万美元AFWERX合同，Piasecki正在开发20-660千瓦的氢电测试台。高端发电机针对皮亚塞基的PA890铁鸟推进试验台。皮亚塞基有一种氢能发电配置，专注于商业任务，与涡轮机功率相比，氢气的成本显著降低。