Hipersoar
Hipersoar
20 de enero de 2003 - una nota añadida el 25 de mayo de 2004
Fuente:
http://www.fas.org/man/dod-101/sys/ac/hypersoar.htm
FAS significa: Federación de Científicos Americanos
Red de análisis de datos de carácter militar
Título:
Hipersoar: un avión hipersónico con alcance ilimitado
A continuación, una vista artística:
Quitando las derivas, tendrías un Aurora con su "cola de pato".
Del tamaño de un B-52 (...) el Hipersoar es una aeronave de reconocimiento y ataque con alcance ilimitado, así como un bombardero capaz de liberar su carga útil en cualquier punto del globo, operando a una altitud y velocidad que lo ponen inmediatamente fuera del alcance de cualquier medida defensiva. Puede realizar su misión y regresar a aterrizar en territorio estadounidense sin necesidad de reabastecimiento en vuelo. El aparato puede funcionar como un dron o transportar pilotos y equipos especiales. Puede volar aproximadamente a 6.700 millas por hora, es decir, 12.000 km/h (Mach 10), al mismo tiempo que puede transportar una carga útil aproximadamente dos veces mayor que la de una aeronave con el mismo peso al despegue. El concepto "Hipersoar" implica un estrés térmico menor que el asociado a los modelos anteriores de aeronaves hipersónicas, un problema que hasta ahora ha sido un obstáculo para el desarrollo de estas aeronaves (muro del calor). Un avión Hipersoar ascendería y operaría a una altitud aproximada de 130.000 pies (55 km). Entonces cerraría los accesos a sus motores al operar en la superficie al límite de la atmósfera terrestre. Al reactivar sus motores alimentados por aire (¿cómo?), esto le permitiría realizar un nuevo salto en el espacio, repitiendo esta operación hasta alcanzar su destino. Operaría entonces de manera similar a una piedra que rebota sobre la superficie del agua. Una misión que partiera del centro de Estados Unidos hacia el este de Asia (Japón) requeriría unos 25 rebotes de este tipo y representaría un viaje de una hora y media.
El ángulo de ataque del aparato durante estas fases de ascenso y descenso sería solo de cinco grados. La tripulación experimentaría una aceleración de un g y medio durante los rebotes, mientras se encontraba en ingravidez en las partes altas de la trayectoria. Este tipo de aceleración es muy moderado. No incomodaría en absoluto a pasajeros en un vuelo civil, y tampoco afectaría las prestaciones del aparato como plataforma de lanzamiento o puesta en órbita. De hecho, las aceleraciones que experimentarían los pasajeros durante estos movimientos de rebote serían comparables a las que siente un bebé cuando su madre lo mece, con la diferencia de que el movimiento sería cien veces más lento. Aunque el objetivo de este proyecto es diseñar un medio de transporte civil (...) con buenas garantías de seguridad, también tiene un aspecto militar y de puesta en órbita de cargas. En la mayoría de los proyectos hipersónicos considerados hasta ahora se prevé utilizar cohetes para llevar las aeronaves a la frontera del espacio, desde donde el aparato simplemente descendería en planeo hacia su destino (el precursor de tales vehículos fue el antiguo X-15). En otros proyectos se ha considerado utilizar motores de reacción para intentar proyectar la máquina fuera de la atmósfera. En todos estos proyectos, la principal dificultad a la que se enfrentaban los diseñadores era el aumento de la temperatura del aire en el punto de estancamiento y en los bordes de ataque. Un Hipersoar experimentaría una menor carga térmica porque pasaría la mayor parte de su tiempo fuera de la atmósfera terrestre. Según este concepto de vehículo Hipersoar, el calor acumulado durante las estancias en la atmósfera terrestre podría disiparse parcialmente cuando el aparato se encuentra en el "frío del espacio".
Nota JPP: este "frío del espacio" es relativo. Fuera de la atmósfera no hay pérdida de energía por conducción. Solo puede producirse pérdida por radiación. A gran altitud, el espacio es de hecho "caliente" (2500 °C), pero extremadamente enrarecido. La conducción no tiene ningún papel.
El sistema Hipersoar utiliza motores en los que un combustible se quema con admisión de aire. La mayoría de los proyectos de vehículos hipersónicos se basaban en cohetes, y no se consideraba alcanzar tales velocidades, ni tampoco este tipo de desplazamiento "por rebotes". Los motores que utilizan el aire como comburente tienen rendimientos fundamentalmente mejores que los motores cohete. Además, el Hipersoar utilizaría su sistema propulsor únicamente para proporcionar aceleraciones al vehículo, y no como propulsores de crucero. Esto tendría como efecto simplificar estos dispositivos y reducir los riesgos técnicos. Los Waveriders (aviones que surcan sobre su onda de choque) están diseñados de tal manera que la onda de choque que generan permanece completamente adherida al borde de ataque del ala, a la velocidad de vuelo considerada. Esta configuración crea una zona de sobrepresión en el volumen limitado por la onda de choque y la superficie del ala. Por lo tanto, se obtiene una sustentación con una resistencia de onda relativamente baja, es decir, una gran eficiencia aerodinámica. Los vehículos tipo Waverider también permiten crear un flujo de aire uniforme en la entrada de un sistema de propulsión tipo scramjet (motor de reacción con combustión hipersónica).
Nota JPP: Los rendimientos anunciados para el hipersoar se acercan a los del vehículo Aurora. El concepto adicional desarrollado, ya mencionado en mi libro, es el de "vuelo por un encadenamiento de rebotes". Pero este artículo se desvía entonces hacia la desinformación cuando los autores sugieren que el sistema de propulsión es tipo "Scramjet" y pasan por alto completamente la MHD:
Esta combinación de configuración Waverider y scramjet tiene como efecto reducir la longitud y el peso del motor, lo cual es un objetivo importante en el diseño de un scramjet. Para esta aeronave espacial estadounidense, el combustible elegido es hidrógeno líquido, que proporciona una alta energía específica, una gran velocidad de combustión y actúa como un importante sumidero de calor. Antes de ser dirigido hacia las cámaras de combustión, el hidrógeno líquido se envía a todas las partes del vehículo sometidas a fuertes tensiones térmicas. Este sistema Hipersoar se está estudiando desde hace varios años (...) en el Laboratorio Lawrence Livermore (California), en colaboración con la Fuerza Aérea de EE. UU. y diversas agencias gubernamentales. El LLL también ha asegurado la colaboración de la Universidad de Maryland, encargada de la optimización de la forma del vehículo y de su trayectoria. Otras aplicaciones potenciales del sistema Hipersoar incluyen el posicionamiento de cargas en órbita. Los estudios indican que los costos de puesta en órbita podrían reducirse a la mitad (estoy completamente de acuerdo con este punto). Como transporte civil, una aeronave de este tipo podría conectar dos puntos cualesquiera del planeta en menos de dos horas (es decir, separados por distancias que alcanzan hasta 20.000 km).
Distancia recorrida y carga útil de los diferentes aparatos
Se observa que...