Por: Patricio Gonzalez Quintanilla.
patgq52@gmail.com
El desarrollo de Aeronaves Hipersónicas o Hipernaves, que puedan volar en la atmosfera terrestre a velocidades superiores a 5 veces la velocidad del sonido (Mach 5), tiene como base un motor de propulsión no cohete denominado scramjet. Este motor, que funciona solamente partiendo de súper altas velocidades, permite que se pueda seguir utilizando el oxigeno del aire enrarecido de la alta atmosfera (estratosfera), como oxidante para el motor, al comprimirse el aire naturalmente al interior de la cámara de combustión sin necesidad de compresión mecánica.
Aun cuando el scramjet es relativamente sencillo como concepto, este requiere de otros sistemas de propulsión adicionales para hacerlo funcionar, ya que resulta operativo solo a velocidades superiores a Mach 4.5. Esta limitación complica el diseño de las hipernaves, que en la practica experimental deben ser asistidas primero por naves nodriza y después por cohetes que proporcionen al motor scramjet la altura y la velocidad necesarias para arrancarlo e impulsar finalmente la nave en modo hipersónico.
El desarrollo experimental ha tenido lugar principalmente en Estados Unidos a través de la NASA, primero con el programa inconcluso del Rockwell X-30 hasta 1993 y después con su programa Hyper-X que desde 2001 hasta 2004 probo la hipernave Boeing X-43A no tripulada, que utilizaba como nave nodriza un bombardero B-52 y un cohete Pegaso como impulsor inicial.
El motor ramjet probado en ese entonces, utilizando hidrogeno liquido como combustible, llego a funcionar por aproximadamente 10 segundos a una velocidad de Mach 9.8, que a la fecha se mantiene como record mundial para un vuelo atmosférico.
Posteriormente y con la experiencia adquirida en la configuración del motor, la Nasa, colaborando conjuntamente con la DARPA (la Nasa militar) y la Fuerza Aerea, desarrollan actualmente el programa HyTech con la hipernave X-51A Waverider no tripulada, que tiene programado su primer vuelo de pruebas en Diciembre de 2009, con una configuración de vuelo similar al X-43.
El X-51A utiliza turbosina en lugar de hidrogeno liquido como combustible, y se espera que en la hipernave se pruebe un motor hibrido tipo ramjet-scramjet, que podría reducir la velocidad de inicio de arranque del mismo a Mach 2.5 en lugar de Mach 5, simplificando considerablemente el diseño posterior para una hipernave totalmente operativa.
Aunque en el pasado reciente existió un fuerte interés comercial para el empleo de estas naves ultrarrápidas, la experiencia del Concorde supersónico, las secuelas ambientales, los altos costos de operación, el desarrollo de la comunicación vía satélite y del Internet de banda ancha han reducido las expectativas de este medio de transporte al contexto militar casi exclusivamente.
El desarrollo de hipernaves y scramjets ha tenido pocos programas a nivel internacional, como el proyecto realizado por Australia con el programa HyShot del Centro Australiano de Hipersónica de la Universidad de Queensland, que de hecho realizo la primera prueba exitosa de un motor scramjet a nivel mundial en el año 2002. Actualmente desarrolla el HiCause/HiFire 0, en colaboración con la DARPA norteamericana, que realizaron sus más recientes vuelos en Junio de 2007 y Mayo de 2009, respectivamente, y de los cuales no se tienen aun reportes de evaluación.
En el caso de Rusia, fue originalmente la Unión Soviética la que desde 1986 anuncio el proyecto de la empresa Tupolev para construir un bombardero estratégico hipersónico con propulsión hibrida turbojet-scramjet en forma del Tu-2000. Aunque el proyecto fue congelado tras la caída de la URSS y por falta de fondos en 1992, es probable un resurgimiento del mismo, tras el anuncio de Tupolev en Agosto de 2009 de tener un nuevo contrato con el gobierno ruso para el desarrollo de un bombardero “que haga uso de las mas avanzadas tecnologías”.
Sea cual fuere el caso, no se espera una hipernave totalmente operativa por ningún país involucrado en estas tecnologías, que también incluyen a la Unión Europea, antes de los próximos 10-15 años.
Fuentes: Boeing, NASA, DARPA, USAF, QU-AUS, Tupolev, Investigacion propia. PGQ-IX-2009.
El desarrollo de Aeronaves Hipersónicas o Hipernaves, que puedan volar en la atmosfera terrestre a velocidades superiores a 5 veces la velocidad del sonido (Mach 5), tiene como base un motor de propulsión no cohete denominado scramjet. Este motor, que funciona solamente partiendo de súper altas velocidades, permite que se pueda seguir utilizando el oxigeno del aire enrarecido de la alta atmosfera (estratosfera), como oxidante para el motor, al comprimirse el aire naturalmente al interior de la cámara de combustión sin necesidad de compresión mecánica.
Aun cuando el scramjet es relativamente sencillo como concepto, este requiere de otros sistemas de propulsión adicionales para hacerlo funcionar, ya que resulta operativo solo a velocidades superiores a Mach 4.5. Esta limitación complica el diseño de las hipernaves, que en la practica experimental deben ser asistidas primero por naves nodriza y después por cohetes que proporcionen al motor scramjet la altura y la velocidad necesarias para arrancarlo e impulsar finalmente la nave en modo hipersónico.
El desarrollo experimental ha tenido lugar principalmente en Estados Unidos a través de la NASA, primero con el programa inconcluso del Rockwell X-30 hasta 1993 y después con su programa Hyper-X que desde 2001 hasta 2004 probo la hipernave Boeing X-43A no tripulada, que utilizaba como nave nodriza un bombardero B-52 y un cohete Pegaso como impulsor inicial.
El motor ramjet probado en ese entonces, utilizando hidrogeno liquido como combustible, llego a funcionar por aproximadamente 10 segundos a una velocidad de Mach 9.8, que a la fecha se mantiene como record mundial para un vuelo atmosférico.
Posteriormente y con la experiencia adquirida en la configuración del motor, la Nasa, colaborando conjuntamente con la DARPA (la Nasa militar) y la Fuerza Aerea, desarrollan actualmente el programa HyTech con la hipernave X-51A Waverider no tripulada, que tiene programado su primer vuelo de pruebas en Diciembre de 2009, con una configuración de vuelo similar al X-43.
El X-51A utiliza turbosina en lugar de hidrogeno liquido como combustible, y se espera que en la hipernave se pruebe un motor hibrido tipo ramjet-scramjet, que podría reducir la velocidad de inicio de arranque del mismo a Mach 2.5 en lugar de Mach 5, simplificando considerablemente el diseño posterior para una hipernave totalmente operativa.
Aunque en el pasado reciente existió un fuerte interés comercial para el empleo de estas naves ultrarrápidas, la experiencia del Concorde supersónico, las secuelas ambientales, los altos costos de operación, el desarrollo de la comunicación vía satélite y del Internet de banda ancha han reducido las expectativas de este medio de transporte al contexto militar casi exclusivamente.
El desarrollo de hipernaves y scramjets ha tenido pocos programas a nivel internacional, como el proyecto realizado por Australia con el programa HyShot del Centro Australiano de Hipersónica de la Universidad de Queensland, que de hecho realizo la primera prueba exitosa de un motor scramjet a nivel mundial en el año 2002. Actualmente desarrolla el HiCause/HiFire 0, en colaboración con la DARPA norteamericana, que realizaron sus más recientes vuelos en Junio de 2007 y Mayo de 2009, respectivamente, y de los cuales no se tienen aun reportes de evaluación.
En el caso de Rusia, fue originalmente la Unión Soviética la que desde 1986 anuncio el proyecto de la empresa Tupolev para construir un bombardero estratégico hipersónico con propulsión hibrida turbojet-scramjet en forma del Tu-2000. Aunque el proyecto fue congelado tras la caída de la URSS y por falta de fondos en 1992, es probable un resurgimiento del mismo, tras el anuncio de Tupolev en Agosto de 2009 de tener un nuevo contrato con el gobierno ruso para el desarrollo de un bombardero “que haga uso de las mas avanzadas tecnologías”.
Sea cual fuere el caso, no se espera una hipernave totalmente operativa por ningún país involucrado en estas tecnologías, que también incluyen a la Unión Europea, antes de los próximos 10-15 años.
Fuentes: Boeing, NASA, DARPA, USAF, QU-AUS, Tupolev, Investigacion propia. PGQ-IX-2009.
No hay comentarios:
Publicar un comentario