LABORATORIO DE INVESTIGACIÓN NAVAL DE EE. UU. DESARROLLA UN INCREÍBLE MOTOR HIPERSÓNICO MORPHING

Actualmente se está desarrollando un motor hipersónico transformador que puede cambiar de forma mientras está en vuelo gracias a una subvención del Laboratorio de Investigación Naval. Aunque se encuentra en las primeras etapas de desarrollo, un motor hipersónico transformable podría proporcionar un mayor rendimiento y eficiencia con respecto a los diseños de motores hipersónicos actuales, lo que daría lugar a aviones que pueden viajar entre 5 y 17 veces la velocidad del sonido.

LOS AVIONES HIPERSÓNICOS QUE RESPIRAN AIRE FINALMENTE SE ESTÁN CONVIRTIENDO EN UNA REALIDAD

En la década de 1960, los humanos viajaron por primera vez a velocidades hipersónicas, es decir, cinco veces la velocidad del sonido. La mayoría de estos viajes se realizaron a bordo de una nave propulsada por cohetes destinada al espacio exterior, ya que para entrar (o escapar) de la órbita de la Tierra es necesario viajar a una velocidad de Mach 22.

Desde entonces, se han incrementado los esfuerzos para desarrollar aviones que respiren aire y que puedan viajar muy por encima de Mach 5 sin la necesidad de llevar combustible para cohetes para alcanzar tales velocidades. Los motores más populares se llaman scramjets, abreviatura de estatorreactores combustibles supersónicos, que pueden tomar aire a velocidades supersónicas y utilizarlo en el ciclo de combustión para generar velocidades increíbles. Aún así, muchos de esos diseños carecen de eficiencia y rendimiento.

Ahora, un equipo de investigación de la Universidad de Florida Central recibió una subvención del Laboratorio de Investigación Naval para comenzar a diseñar un motor hipersónico transformable que puede terminar resolviendo algunos de los mayores desafíos de los viajes aéreos de alta velocidad.

EL MOTOR SCRAMJET ADAPTABLE Y AUTOOPTIMIZADO PODRÍA CONDUCIR A AVANCES EN MOTORES HIPERSÓNICOS

Debido a la naturaleza extrema del vuelo hipersónico y al riesgo de fallos catastróficos, la mayoría de los aviones en desarrollo intentan limitar la complejidad de sus piezas individuales. Esto incluye las alas, la carrocería e incluso los motores.

“La mayoría de los motores hipersónicos están estructuralmente fijos debido al desafiante entorno de vuelo”, explica el investigador principal del proyecto, Kareem Ahmed, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UCF. Desafortunadamente, dice Ahmed, esto puede limitar las mejoras incrementales en el rendimiento y la eficiencia que aún se necesitan para hacer viables los vuelos hipersónicos regulares, tanto militares como comerciales. Sin embargo, el investigador de la UCF afirma que esto está a punto de cambiar.

“Nuestra investigación mostrará las ganancias de rendimiento de una configuración de motor adaptable que autooptimizaría sus superficies para maximizar la potencia, el empuje y la distancia de recorrido, lo cual es el primero de su tipo para motores hipersónicos”, explica.

Según un comunicado de prensa que anuncia la subvención recién otorgada, Ahmed y su equipo de la UCF han desarrollado un modelo “aerotermodinámico” para el motor scramjet hipersónico y transformador y “actualmente se encuentran en la etapa de prueba experimental para evaluar su rendimiento”. Ese mismo comunicado explica que la aerotermodinámica “analiza la interacción de gases a altas velocidades y temperaturas elevadas”.

Para Ahmed y su equipo, esto significa la capacidad de modelar varios componentes de su motor hipersónico transformador en un entorno simulado y luego exponer esos cambios a las tensiones simuladas que seguramente encontrará un motor Mach 5+. Si tienen éxito, estos cambios podrían conducir a un mejor rendimiento y un uso más eficiente del combustible, ambas áreas de los viajes hipersónicos que necesitan avances.

UN MOTOR HIPERSÓNICO TRANSFORMABLE PODRÍA PERMITIR VOLAR DE NUEVA YORK A LOS ÁNGELES EN 30 MINUTOS

Aunque el equipo de Ahmed se encuentra en las primeras etapas de desarrollo, los objetivos a largo plazo de los viajes hipersónicos incluyen vehículos militares de alto rendimiento, respuesta rápida de alerta de emergencia e incluso viajes comerciales de alta velocidad. Según el equipo de la UCF, los motores hipersónicos podrían reducir los tiempos de vuelo actuales entre Nueva York y Los Ángeles de 6 horas a tan solo 30 minutos.

En última instancia, todavía hay una serie de pasos necesarios para hacer realidad el sueño de un motor hipersónico transformable, pero dado su impresionante historial en desarrollos anteriores financiados por el Departamento de Defensa , Ahmed y su equipo parecen estar preparados para estar a la vanguardia de esos saltos tecnológicos. .

“Estamos muy contentos de haber sido seleccionados para el programa”, dijo Ahmed. “Nuestro laboratorio ha sido líder e innovador en propulsión hipersónica y de alta velocidad, y este programa le brinda a nuestro grupo la oportunidad de contribuir y generar un impacto”.