El motor estatorreactor hipersónico supera el límite de tiempo

En 2002, los investigadores del proyecto HyShot del Centro Hipersónico de la Universidad de Queensland en Australia hicieron historia: realizaron con éxito la primera prueba de vuelo supersónico de un scramjet en la historia de la humanidad: un pequeño motor scramjet alcanzó 7,6 veces la velocidad del sonido en más de cinco segundos. 8.000 kilómetros por hora; bajo temperaturas ultra altas y condiciones de exceso fuera del túnel de viento del laboratorio, los datos de funcionamiento de los motores estatorreactores supersónicos se pueden recopilar a bajo costo.

Desde entonces, el ejército estadounidense y la UQ han colaborado en varios proyectos. Aunque en todas las pruebas realizadas hasta ahora todos los motores han estado funcionando sólo durante unos segundos, los investigadores han logrado un gran avance tecnológico.

En 2004, el demostrador no tripulado X-43A de la NASA alcanzó 9,6 veces la velocidad del sonido, estableciendo un récord de velocidad de jet. El motor estatorreactor supersónico tardó 10 segundos en funcionar para alcanzar esta velocidad. En un experimento realizado el verano pasado por investigadores del proyecto HyCause de Australia, una continuación de HyShot, el vehículo de prueba alcanzó 10 veces la velocidad del sonido, pero el scramjet sólo funcionó durante tres segundos.

Mientras el motor estatorreactor supersónico pueda funcionar durante unos minutos, es suficiente para impulsar misiles hipersónicos de largo alcance, que es el objetivo mínimo del ejército estadounidense.

Pero para entrar en la etapa práctica, donde el piloto lleva la carga útil para despegar y aterrizar en la pista, el motor estatorreactor supersónico necesita trabajar más tiempo, que es el objetivo del proyecto de vuelo de prueba X-51A. .

Hasta la fecha, el motor X-1 ha resistido entornos hostiles que ningún otro motor supersónico ha enfrentado jamás. El X-1 está hecho de una aleación de acero y níquel que puede soportar temperaturas de 1.150 grados Celsius, y el borde frontal está cubierto con una malla de fibra de carbono que puede soportar temperaturas más altas.

Sin embargo, ni siquiera esto puede cumplir con las altas temperaturas ambientales cuando el motor está funcionando, por lo que el personal del proyecto tomó prestada una tecnología comúnmente utilizada por los diseñadores de cohetes para hacer circular el combustible: el combustible está primero en la carcasa del motor antes de entrar. la cámara de combustión circula por la tubería. Esto no sólo reduce la temperatura de la cámara de combustión, sino que también pretrata el combustible hasta convertirlo en vapor a alta temperatura, lo que aumenta el consumo de combustible en un 10%.

El objetivo del proyecto X-51A es permitir que el motor scramjet funcione continuamente durante cinco minutos, porque el combustible en el tanque de combustible del avión sólo es suficiente para operar el motor durante ese tiempo. Si se puede alcanzar el objetivo de 5 minutos, el tiempo de funcionamiento del motor se puede aumentar fácilmente a 1 hora o incluso más simplemente cambiando a un tanque de combustible más grande.

X-1 ya no se encuentra en la etapa de investigación y desarrollo tecnológico. El motor de próxima generación basado en el X-1 se ha fabricado en la planta de PWR en Florida, EE.UU.

Con un poco de suerte, el X-51A batirá todos los récords existentes en estatorreactores supersónicos el próximo año. Según el concepto de vuelo de prueba del personal del proyecto del reactor de agua a presión, el X-51A puede acelerar hasta 6 veces la velocidad del sonido en 5 minutos. Finalmente, el avión se estrelló en el Océano Pacífico y los ingenieros en tierra recuperaron de forma segura todos los datos mediante telemetría.

El vuelo de prueba también marcará un gran momento: el scramjet ha pasado de ser una tecnología de corta duración en el laboratorio a una herramienta práctica. "Esto es un avión", dijo Berger, "en lugar de simplemente atar un estatorreactor a algo y ver adónde va cuando se dispara. Usarlo en un avión es mucho más complicado que usarlo como arma". Necesitamos fabricar herramientas voladoras que puedan volar libremente y que tengan el tamaño adecuado. "