Новые разработки Агентства передовых оборонных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA)

DARPA logoDARPA (англ. Defense Advanced Research Projects Agency — Агентство передовых оборонных исследовательских проектов) — агентство Министерства обороны США, отвечающее за разработку новых технологий для использования в вооружённых силах. Миссией DARPA является сохранение технологического превосходства вооруженных сил США, предотвращение внезапного для США появления новых технических средств вооруженной борьбы, поддержка прорывных исследований, преодоление разрыва между фундаментальными исследованиями и их применением в военной сфере.

DARPA ищет способ обезвреживания ионизирующего излучения

Ионизирующее излучение может быть тихим убийцей. В то время как ученые сделали определенные успехи в предотвращении немедленной смерти от воздействия, в настоящее время есть несколько технологий вмешательства для защиты от долгосрочных заболеваемости и смертности. В свете разнообразных, постоянных и существенных угроз ионизирующего излучения, Министерство Обороны ищет новые способы защиты военного и гражданского персонала от прямого и долгосрочного последствиях острого воздействия.

Облучение ионизирующим излучением было бы главной проблемой последствий крупномасштабного высвобождения ядерных материалов, которые могут возникнуть естественным путем после стихийного бедствия или в результате преднамеренного нападения. Повреждения японского ядерного реактора Фукусима после землетрясения в Тохоку в 2011 году высказали опасения по поводу готовности США для предотвращению крупномасштабных воздействий ионизирующего излучения на человека. Кроме того, прямой разрушительный потенциал ядерного и радиологического оружия, а также их долгосрочные последствия действия на здоровье и экономику продолжают представлять интерес для Министерства Обороны.

000ps5drDARPA стремится лучше понять биофизические эффекты острого воздействия ионизирующего излучения на организм человека и развить смягчающие технологий для обеспечения непосредственного и долгосрочного выживания. Специальное уведомление, размещенное на FBO.gov, запрашивает информацию о новых методах и способах лечения, устройствах, протоколах, соединениях и систем, связанных с этими целями. Такая связь поможет информировать потенциально новую программу DARPA, фокусирующуюся на показе новых методов охраны здоровья людей, подвергшихся воздействию больших доз ионизирующего излучения как во временных, так и в пространственных масштабах.

«У исследователей уже имеется некоторый успех в разработке методов предотвращения немедленной смерти от острой ионизирующей лучевой болезни, но им еще много предстоит узнать о том, какое конкретное действие оказывают последствия на организм,» — сказал Милдред Донлон (Mildred Donlon), руководитель программы в отделе оборонной науки DARPA. «Мы надеемся, что с увеличением понимания лечение прямого воздействия может быть более эффективным, и что мы можем разработать новые методы лечения и стратегий для повышения долгосрочного выживания. У этой задачи много аспектов, и DARPA нуждается в связи с другими областями науки, чтобы мы могли найти синергию, которая может существовать на границах между полями науки. Если нам удастся добиться результатов в этом исследовании, мы могли бы быть в состоянии ограничить по крайней мере некоторые из разрушительный сил ионизирующего излучения».

Особым интересом в этом запросе о предоставлении информации (RFI) представляют новые комбинации подходов, которые позволят как обеспечить выживание против острых токсических эффектов ионизирующего излучения, так и минимизировать ее долгосрочные последствия. В этом контексте внимание должно быть уделено медико-санитарным последствиям крупномасштабного облучения и эффективности его смягчения. Расширенный список приоритетных тем исследования описана в RFI.

Информация от нескольких ключевых специальностей, таких, как биофизика, радиобиология и ядерная наука, может иметь огромное значение для установления базовой линии текущих знаний для обоснования потенциальной программы DARPA и может привести к новым областям исследований.

Ответы предлагаются из всех способных источников, включая, но не ограничиваясь университетами, исследовательскими институтами, некоммерческими научно-исследовательскими учреждениями, спонсируемых правительством США лабораторий, а также частных или государственных компаний. Интеллектуальная собственность и привилегированная или служебная информация, содержащаяся в ответах, не будет распространяться за пределами Министерства Обороны или Правительства США.

Экспериментальная программа DARPA летательных аппаратов: разработка принципа вертикального взлета следующего поколения

Более высокие скорости, повышение эффективности, элегантный дизайн являются ключевыми аспектами нового VTOL X-Plane.

Одной из наиболее серьезных задач для инженеров за последние полвека была проблема увеличения максимальной скорости вертикальных взлета и посадки самолета без ущерба его эффективности во время большой дальности полета.

Универсальность вертолетов и других аппаратов вертикальных взлета и посадки (VTOL) делают их идеальными для целого ряда военных операций. В настоящее время только вертолеты могут маневрировать в ограниченном пространстве, совершать посадку в неподготовленной местности, двигаться во всех направлениях, и парить в воздухе, удерживая позицию. Такая универсальность часто делает винтокрылых и других VTOL лучшими средствами для транспортировки войск, операции по наблюдению, специальных операций и поисково-спасательных операций.

В сравнении с самолетами, вертолеты медленнее — что делает их более уязвимыми к повреждению от огня противника. Специальные операции, которые основываются на молниеносных ударах, и медицинские подразделения, перевозящие пациентов, нуждаются в повышении скорости, и, как следствие, сокращении времени миссии, увеличении дальности полета, уменьшении количества остановок для заправки и, самое главное, снижению воздействия противника.

По своей конструкции, винтокрылые летательные аппараты вертикальных взлета и посадки имеют недостаток в скорости по сравнению с самолетами. С момента их изобретения, инженеры пытались преодолеть этот конструкторский барьер, но выполнит это удавалось только за счет более высокого расхода топлива, меньших грузоподъемности и управляемости, усложнения аппарата и потери его надежности. Несмотря на то, что инженеры нашли способ, как увеличить скорость самолета — примерно в два-три раза в сравнении со скоростями летательных аппаратов 1960х — попытки увеличить эффективную скорость вертикальных взлета и посадки зашли в тупик.

«За последние 50 лет мы видели как реактивные самолеты стали быстрее и летают все выше, в то время как скорость самолета вертикальных взлета и посадки имеют почти те же скорости, а их конструкции становятся все более сложными», сказал Ашиш Багай (Ashish Bagai), руководитель программы DARPA. «Чтобы преодолеть это, DARPA запустило программу VTOL X-Plane, надеясь, что это бросит вызов промышленности и новым инженерам, чтобы одновременно выйти за старые границы в четырех областях: скорости, эффективности наведения, эффективности зависания и полезной нагрузки».

«Это будет нелегко», продолжил он. «Примотать ракеты к вертолету — не тот подход, что мы ищем. Инженеры знакомы с многочисленными подобными неудачными попытками в прошлом. На этот раз, вместо повторения конструкций прошлого, мы ищем истинное перекрестное положение конструкций и технологий из мира самолетов и вертолетов.»

Новая программа TERN от DARPA направлена ​​для морские беспилотники

8c0ecfec05ada24cad19ea9599097017DARPA разрабатывает системы, позволяющие малым судам служить авиабазой для БЛА.

Ведение эффективных войн в XXI веке требует умения вести разведку с неба, наблюдение и рекогносцировку (ISR), и возможность атаковать любые цели в зоне видимости. Современные технологии, однако, имеют свои ограничения. Вертолеты относительно ограничены в дистанции полета и его времени. Пилотируемые и беспилотные летательные аппараты летают дальше и дольше, но требуют либо авианосцев-носителей, либо больших наземных авиабаз со взлетно-посадочными полосами часто длиннее мили. Более того, создание таких авиабаз или развертывание авианосцев-носителей требует значительных финансовых и дипломатических обязательств, а также безопасности.

Чтобы помочь преодолеть эти проблемы и расширить варианты, DARPA запустила программу Тактически Эксплуатируемой Разведки (TERN — Tactically Exploited Reconnaissance Node). Стремясь объединить сильные стороны наземных и морских подходов, TERN предусматривает использование малых судов как площадки для запуска и ремонта БЛА со средней высотой и большой продолжительности полета (MALE — medium-altitude long-endurance). TERN стремится сделать его гораздо проще, быстрее и менее дорогим для разворачивания ISR и нанесения ударов практически в любой точке мира.

1364280751_e2463aca5c7d35bad443f2106328ef40d5ec32f9«Это (новое и старое) можно сравнить с возвращением сокола к руке любого человека с надлежащей экипировкой, и статичным окунем», сказал Даниэль Пэт (Daniel Patt), руководитель программы DARPA. «Около 98 процентов территории в мире находится в пределах 900 морских миль от береговой линии океана. Включение малых судов для запуска и получения большой продолжительности полета БЛА по требованию позволит значительно расширить наше знание обстановки и нашу способность быстро и гибко участвовать в конфликтах в горячих точках над землей или водой.»

DARPA ищет предложения по разработке, развитию и демонстрированию возможностей MALE БЛА и, соответственно, автоматического запуска и ремонта системы. БЛА придется нести 600 фунтов полезной нагрузки и иметь радиус действия от 600 до 900 морских миль от своего судна-хозяина. Системы запуска и ремонта должны соответствовать классу судов Littoral Combat 2 (LCS-2) — эот класс судов и других боевых наводных кораблей поверхности.

Основные технические проблемы состоят в следующем:

  • разработка систем надежного запуска и ремонта техники, которая позволит использовать крупные воздушные суда при небольших кораблях, даже в бурном море;
    проектирование самолетов с дальностью, надежностью и полезной нагрузкой, сопоставимых с аналогичными характеристиками для наземных БЛА, в то же время отвечая требованиям морской среды;
  • обеспечение всей системы должно работать с минимальным и, предпочтительно, обратимыми, изменениями корабля-носителя, и иметь минимальные требования кадров для эксплуатации и технического обслуживания;
  • системы должна вписываться в ограниченное пространство на борту судов.

DARPA планирует выпустить TERN в три этапа в течение примерно 40 месяцев, с демонстрацией запуска и ремонта.

«Мы пытаемся переосмыслить то, как корабль, БПЛА и принципы запуска и восстановления — которые традиционно работали параллельно — могут, действуя одновременно, сотрудничать, чтобы помочь реализовать независимые от базы операции для морских или сухопутных сил,» — сказал Пэт.

DARPA ищет более надежные беспроводные военные сети

mil-satПрограмма беспроводная оборонной сети направлена ​​на разработку новых технологий, чтобы сделать беспроводные сети более устойчивыми к различным вредоносным сценариям и сбоям.

В районах, где отсутствует надежная инфраструктура связи, развернутые военнослужащие, работающие с беспроводными устройствами, могут выполнять двойную работу: они не только обеспечивают доступ к сети, они являются сетью. Протоколы для этих сетей требуют наличия узлов, координирующих их действия для управления ресурсами, такими как спектр и мощность, и определения лучшей конфигурации для стимулирования обмена информацией. Проблемой этих протоколов является то, что они полностью доверяют всей информации о безопасности и рабочем состоянии каждого узла и сети в целом. Следовательно, неточные управление или информационная безопасность легко могут сделать сеть непригодной для использования. Этот недостаток может поставить производительность и успех миссий под угрозу в связи с увеличением использования военными беспроводных систем.

Для решения этих вопросов, DARPA создала программу беспроводной оборонной сети. Программа направлена ​​на создание новых протоколов, которые позволяют военным беспроводным сетям продолжать функционировать несмотря на случайную неправильную настройку или злонамеренное вмешательство в работу отдельных узлов.

«В настоящее время усилия сосредоточены на отдельных узлах или приемниках, а не сети в целом, когда один неправильно настроенный узел или выведенный из строя приемник может ослабить всю сеть,» — сказал Уэйн Фоел (Wayne Phoel), руководитель программы DARPA. «Мы должны изменить способ управления беспроводной сетью путем развития новых протоколов для существующих и проектируемых систем с возможным наличием плохого узла, позволяющих сети работать, не взирая на них.»

Основной целью программы является развитие протоколов, которые определяют работоспособность и надежность соседних узлы и автоматически адаптируют сеть для работы без проблем. Как и в программе наблюдения за окружением — где соседние узлы знают друг друга и могут выявлять подозрительное или необычное поведение на их линии — протоколы должны помогать идентифицировать необычную деятельности, которая может указывать на проблемы в сети.

Вдохновение для решения этих проблем может исходить из экономических и социальных сетей.

«Компании, выдающие кредитные карточки, используют различные подходы для определения кражи вашей кредитной карты», — сказал Фоел. «Неожиданные места покупок, количество покупок и другие факторы могут поднять тревогу. Интернет-сайты покупки-продажи используют рейтинговую систему, чтобы помочь Вам совершить стоящую покупку. Аналогичные понятия оценки надежности и методы контроля могут быть применены к беспроводным оборонным сетям для вызова из конкретных областей сети, которые могут иметь ненадежные узлы.»

Зашита беспроводной сети не является программой поиска новых типов сигналов или передатчиков. Фоел ищет решения, которые делают существующие и проектируемые беспроводные сети более надежными и устойчивыми к сбою, независимо от конкретных аппаратных узлов передатчиков или программного обеспечения.

Фоел считает, что опыт в следующих областях может способствовать успеху программы: разработка и управления военными и коммерческими беспроводными сетями, протоколы безопасности беспроводных сетей, теория распределенного управления, а также анализ структуры экономических и социальных сетей.

Понимание работы мозга человека укрепит национальную безопасность

nrlejranuio2 апреля на мероприятии в Белом доме, президент обнародовал новую смелую инициативу исследований, направленных на революцию в понимании человеческого мозга. В рамках этой инициативы, DARPA намерено инвестировать около 50 млн долларов в 2014 году для исследования динамических функций мозга и демонстрации прорывных приложений на основе этих идей.

«Президентская инициатива усиливает значимость понимания того, как мозг записывает, управляет, использует, хранит и получает огромное количество информации», — объяснил директор DARPA, Арати Прабхакар (Arati Prabhakar). «Такого рода знания функций мозга может вдохновить к проектированию нового поколения систем обработки информации, привести к пониманию травм головного мозга и механизмов восстановления, сделать возможными новые средства диагностики и терапии, а также аппаратов для лечения травматических повреждений».

DARPA планирует изучить две ключевые области, чтобы добиться лучшего понимания мозга. Для этого необходимы новые инструменты — для измерения и анализа электрических сигналов и динамики биомолекул, лежащей в основе функций мозга. Исследователи также изучат и смоделируют обширный спектр функций мозга.

Как и все потенциально мощные новые технологии, это исследование может привести к ответу на многие общественные вопросы. DARPA планирует привлечь широкий круг экспертов для изучения этих вопросов.

Программа охотников за подводными лодками

3661_originalВ рамках программы DARPA распределенных подвижных охотников за подводными лодками были протестированы две взаимодополняющие прототипные системы. Прототипы продемонстрировали функциональные гидролокаторы, связь и мобильность на больших глубинах. Успешные испытания способствовали целям DARPA применять достижения в области глубоководных распределенных гидролокаторов для обнаружения и отслеживания тихоходных подводных лодок.

Первый прототип — это трансформационная надежная акустическая траекторная система (ТНАТС), разработанная командой во главе с Science Applications International Corporation (SAIC). ТНАТС — это фиксированный пассивный узел гидролокатора с большой площадью охвата, использующий преимущества расположения на большой глубине. Этот малогабаритный и маломощный узел связывается с наземной стационарной станцией посредством беспроводных акустических модемов.

«Наша цель заключается не только в том, чтобы показать, что мы можем решить наиболее сложные проблемы в области противолодочной борьбы, но что мы можем сделать это с помощью небольших и доступных системы», — сказал Энди Кун (Andy Coon), руководитель программы DARPA. «Один узел, установленный глубоко на морском дне, обеспечивает такую же область обзора, что и несколько обычных узлов. Мы намеренно избегали увеличения размера и сложности массивов для достижения наших целей. Это рискованная игра, но мы считаем, что потенциальная отдача будет высокой.»

Второй прототип отслеживает подводную лодку после первоначального обнаружения. Он представляет собой беспилотный подводный аппарат (БППВА), разработанный командой прикладной физики (КПФ). В феврале 2013 года эта команда развернула прототип на глубине.

«Первая отправка прототипа на глубину была похожа на отправку на другую планету, и проходила нервно,» — сказал Кун. «Я очень доволен командой и их оснащением. Мы знали, что выполнение требований к конструкции системы было сложным для ее разработчиков, особенно в рамках ограничения по цене, так как используемые компоненты обычно не используются на этих глубинах «.

Планируется, что оба прототипа в скором времени продемонстрируют свои основные функции эхолокаторов вместе. Дальнейшие усилия могут следовать реализовать несколько узлов гидролокаторов, а также интегрировать сонар с БППВА.

Кустов А.Ю.

«Центр военно-политических исследований»

Добавить комментарий