Reactores turbohipersónicos MHD Aurora

Anexo 1: MHD

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El secreto del vuelo hipersónico

Cuanto más rápido vuela un avión, más alto debe subir y volar en crucero. No es posible volar al nivel del suelo a un número de Mach alto, únicamente debido a las restricciones mecánicas causadas por la alta presión. Más allá del Mach 3-3,5, el vuelo es posible con turboreactores (figura en la parte superior izquierda). A números de Mach más altos, estas máquinas rotativas ya no pueden utilizarse. Se puede pasar entonces a los estatorreactores (a la derecha). Hasta el Mach 6,5, se pueden utilizar reactores supersónicos (abajo). El borde de ataque se enfría mediante circulación de hidrógeno líquido y oxígeno. La mezcla se quema en una cámara de combustión anular a velocidad supersónica.

Más allá del Mach 6,5, parece difícil ir más rápido, debido a la temperatura muy alta (causada por la recompresión del aire a través de una fuerte onda de choque). Hace algunos años, los rusos revelaron que tenían un proyecto llamado "Ajax", diseñado para números de Mach muy altos. Luego, encontramos dos imágenes tomadas en un túnel de viento hipersónico mostrando pruebas de Ajax. Se observa que el diseño general se parece a los dibujos supuestamente representando "Aurora" o el "proyecto Aurora". Como se puede ver, la parte superior de estos modelos es plana.

Ajax con estatores

Fraidstadt, el diseñador de Ajax, dio una información interesante y sorprendente. Esta máquina estaba supuesta volar a velocidades hipersónicas con... turboreactores convencionales. Además, el vuelo era posible si se activaba el sistema MHD. Ajax nunca se terminó, debido a la falta de dinero en Rusia. Aurora era el "Ajax estadounidense", basado en los mismos conceptos. A partir de esto, no fue difícil, a través de intercambios con investigadores estadounidenses involucrados en el programa Aurora, descubrir el secreto de esta máquina voladora. El lector lo descubrirá en la siguiente serie de figuras.

En la primera figura, se encuentra el diseño general del "convertidor de pared", inventado en varios lugares a finales de los años sesenta. Personalmente experimenté convertidores de pared en mi laboratorio en los años setenta. Un conjunto de conductores eléctricos lineales crea una geometría de campo magnético bastante particular, mostrada a la derecha, "periódica en el espacio". Este campo está acoplado a un conjunto de electrodos lineales. Si decidimos utilizar este convertidor MHD de pared como acelerador MHD de pared, inyectamos energía eléctrica. Entonces es fácil ver que el dispositivo produce un campo de fuerza de Lorentz paralelo a la pared (actuando, por ejemplo, en la capa límite).

Por otro lado, podemos utilizarlo como generador MHD de pared. Entonces, la velocidad V, combinada con el campo magnético B, produce un campo eléctrico inducido E = V × B. A gran altitud, la densidad del aire es bastante baja y la conductividad eléctrica es mejor que al nivel del suelo. La máquina puede producir electricidad. Al mismo tiempo, la fuerza de Lorentz frena el aire. Su densidad puede aumentar lo suficiente para permitir la combustión de una mezcla aire-combustible en un turboreactor ordinario. La entrada ordinaria (2) está cerrada. El aire se admite a través de una nueva entrada ubicada en la parte superior del avión (4). Hemos esquematizado las líneas de Mach. El número de Mach disminuye continuamente desde su valor alto hasta un régimen subsónico. Como la energía cinética del gas se convierte parcialmente en electricidad, su temperatura permanece suficientemente baja. La energía eléctrica se utiliza para aumentar la velocidad de eyecta en (5), utilizando un acelerador MHD de pared. Todo esto implica lo que ahora se llama "bypass MHD". Destacar que un turboreactor convencional implica un "bypass mecánico": una parte de la energía producida por la combustión del combustible fósil se transfiere a la parte delantera de la máquina, al compresor.

Es simplemente una presentación esquemática de Aurora. Volando a 200 000 pies, su generador MHD funciona en condiciones de alto parámetro de Hall, de modo que el campo eléctrico de Hall transversal es alto y puede utilizarse para crear una descarga eléctrica extendida en el borde de ataque de la máquina. Este cojín de plasma protege las alas contra los efectos térmicos asociados a la onda de choque. Este fenómeno ahora es conocido. Todo esto implica un gran conocimiento en física de plasmas a dos temperaturas, un campo completamente abandonado en Europa a principios de los años setenta. Los plasmas a dos temperaturas, combinados con altos valores del parámetro de Hall, experimentan una inestabilidad violenta de Velikhov (que causó el fracaso completo de los programas civiles en muchos países, detenidos a principios de los años setenta). Esto tenía que resolverse mediante soluciones originales (estabilización del plasma por efecto de confinamiento magnético) cuya descripción excede el alcance de este artículo.

De cualquier manera, Aurora puede despegar utilizando sus cuatro turboreactores. Luego, sube en régimen supersónico. Cuando alcanza una altitud suficiente, se activa su sistema MHD. Las tomas de aire inferiores se cierran y se abre la toma de aire MHD. La sustentación se proporciona por la onda de choque que se forma debajo de la máquina, por lo que Aurora es un "cavador de onda" a 6000 nudos. Pero, como explicaron especialistas estadounidenses, cuando la máquina vuela a 2 000 000 de pies, los cohetes convencionales proporcionan empuje adicional, por lo que el avión se convierte en un órbiter de baja altitud (su alcance se convierte en... infinito). Se convierte en un avión de espionaje perfecto, capaz de tomar excelentes fotos del suelo. Si es necesario, la máquina puede girar como el "Surfer de Plata". Es un órbiter pilotable. Totalmente rodeado de plasma, es completamente invisible.

No tiene escudo térmico. Su entrada en la atmósfera se efectúa de manera completamente diferente. Aurora entra en la atmósfera a un ángulo bajo y disipa su energía cinética utilizando un conjunto de generadores MHD de pared cortocircuitados, de modo que la energía se disipa principalmente mediante procesos radiativos. Ingresa a la atmósfera como un "planeador MHD".

Actualmente, los militares estadounidenses buscan ocultar este secreto tanto tiempo como puedan. Se muestran proyectos pseudo-oficiales al público. Se dice que Estados Unidos "reflexiona sobre el vuelo hipersónico". En realidad, los ingenieros estadounidenses dominan esta tecnología desde hace 12 años.

Aplicaciones civiles.

Actualmente, Aurora es un avión de espionaje órbita. Puede despegar de una base ubicada en Estados Unidos y dar la vuelta al mundo en cuatro horas. Su duración de misión es más corta que la de una noche, por lo que es muy raramente observado y fotografiado. Invisible, no es detectado por los radares. En crucero solo en esta porción del espacio, constituye una "estación de combate" para sistemas de energía dirigida. Puede atacar tanto satélites como objetivos ubicados en tierra.

Visto desde otro ángulo, Aurora es un lanzador mejor que los cohetes convencionales. Si se utiliza para inyectar módulos espaciales en órbita, permitiría un costo por kilo mucho más bajo. Pero Estados Unidos prefiere dedicar esta máquina inteligente a fines militares.

Un bombardero hipersónico de largo alcance secreto.

Todo el mundo conoce el bombardero B2. Veintiún aviones están basados en Whiteman, Missouri. Las autoridades oficiales afirman que su costo unitario debería ser de 2 mil millones de dólares. Cuando un especialista examina atentamente la máquina, no entiende por qué el costo es tan alto. Además, se supone que es... subsónico. La Fuerza Aérea estadounidense afirma que este bombardero puede operar desde Estados Unidos a grandes distancias: 30 000 millas y regresar inmediatamente a la base. Por supuesto, esto implica varios reabastecimientos y un tiempo de vuelo muy largo. Un especialista notará que el bombardero B2 tiene un equipo limitado a dos pilotos. No hay cabina para descansar, a diferencia del viejo B-52, diseñado para misiones largas. Recuerda que la tripulación del B-52 podía estar compuesta por seis hombres. Durante misiones muy largas, tres se ocupaban del avión, mientras que los tres restantes podían descansar en la cabina.

Un B2 observado cerca de la base de Edwards en octubre de 1997. No es una foto, sino un dibujo realizado por un testigo que es un periodista especializado en aeronáutica.

Estas luces en el borde de ataque no pueden corresponder a la condensación de vapor de agua, ya que el desierto de Mojave es muy seco. Las tres manchas elípticas corresponden a las luces fijadas en el tren de aterrizaje. Creemos que estas barras blancas corresponden a tomas de aire controladas por MHD a baja altitud, como confirmado posteriormente por los especialistas de la base de Edwards.

Según lo que podemos ver, el famoso B2 no es... el verdadero. Este último tiene un diseño similar (ver arriba). La forma particular de su ala fue diseñada para ofrecer una mejor estabilidad al aterrizar. Un buen especialista en mecánica de fluidos puede adivinar por qué está diseñado así. Pero la parte superior es diferente. El "verdadero B2" tiene un ala gruesa, ya que sus cuatro motores (convencionales) están ubicados dentro. Antes de sus tomas de aire, encontramos el generador de pared MHD, que frena suficientemente el aire para permitir el vuelo hipersónico en aire muy enrarecido y a alta altitud (200 000 pies) con... turboreactores convencionales. Velocidad: 6 000 nudos.

El "verdadero B2" es más sofisticado que el avión de espionaje Aurora. No está diseñado para ser satelizado. Debe poder realizar misiones de largo alcance, por lo que se diseñó para cancelar por completo la onda de choque. La superficie del bombardero está completamente recubierta por convertidores MHD de pared. Algunas partes funcionan como generadores, otras como aceleradores. Todo esto garantiza el control completo del flujo en cualquier punto. La potencia de la descarga modifica el valor local de la velocidad del sonido. La geometría de las dos descargas de alta tensión, en el punto de estancamiento y en el extremo del perfil, modifica el flujo, la resistencia y el ancho relativo del ala. No hay visor, ya que ya no es necesario. Como se muestra en la figura, el bombardero hipersónico estadounidense moderno es muy plano, muy invisible.

Puede despegar de un aeropuerto ubicado en Estados Unidos, volar hasta Kabul y regresar en una sola noche.

El bombardero hipersónico también representa el futuro del transporte civil, capaz de transportar personas de Nueva York a Tokio en dos horas.

Estados Unidos posee drones hipersónicos de invisibilidad con tomas de aire similares. Las personas ingenuas aún creen que están diseñados para ser subsónicos.

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