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febrero, miércoles 1, 2023

Del avión supersónico al hipersónico: terminan las pruebas del motor Chimera

El primer avión Quarterhorse empezará las pruebas de vuelo a finales de 2023

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Florencia Amat / Aviación Digital, Sp. – ¿Imaginas poder volar de Madrid a Buenos Aires en unas tres horas en vez de en doce? Con el motor Chimera, esto podría llegar a hacerse realidad. Hermeus, la empresa encargada del desarrollo de Chimera, ha realizado recientemente con éxito pruebas que demuestran la transición de turborreactor a ramjet en el motor.

¿Qué es Chimera?

Chimera es un motor de ciclo combinado basado en turbinas (TBCC), lo que significa básicamente que es un híbrido -quimera- entre un turborreactor y un ramjet. La capacidad de cambiar entre estos dos modos permite a la primera aeronave de Hermeus, Quarterhorse, despegar de una pista normal y luego acelerar hasta velocidades de alta máquina.

Quarterhorse es un avión de alta velocidad pilotado por control remoto. Su especialidad -de ahí el nombre de un caballo de carreras, el Cuarto de Milla- es alcanzar velocidades muy elevadas en distancias cortas. La intención de Hermeus con este avión es utilizar Chimera para alcanzar velocidades Mach 4 (y posteriormente, Mach 5) y batir el récord de velocidad aérea que ahora mismo disfruta el SR-71.

Vídeo que demuestra el paso del turborreactor al ramjet del motor Chimera, patentado por Hermeus – @hermeuscorp vía Twitter

Al principio, cuando el motor actúa a baja velocidad, Chimera funciona en modo turborreactor. Cuando la temperatura y la velocidad del aire entrante van aumentando, los turborreactores llegan a su límite de rendimiento (Mach 2). Sin embargo, el motor tiene un sistema que reduce la temperatura del aire que entra del exterior, por lo que se puede aprovechar un poco más el funcionamiento del turborreactor.

Ilustración que explica el paso del turborreactor al modo ramjet de Chimera – HERMEUS

Los motores turborreactores GE J85-21 -famosos por su fiabilidad y robustez- son el corazón del TBCC, los cuales se mejoraron con la tecnología de Hermeus para crear un motor hipersónico

Cuando alcanza Mach 3, el Chimera comienza a desviar el aire entrante alrededor del turborreactor y el ramjet toma el control por completo. Un ramjet es un sistema de propulsión simple que «embiste» el aire entrante a alta presión para crear compresión. El combustible se mezcla con el aire comprimido y se enciende para generar empuje. Los ramjets son óptimos entre Mach 3 y Mach 5.

Investigación

Para estudiar bien el paso de los turborreactores al ramjet, se han realizado pruebas en el Laboratorio de Turbomaquinaria de Notre Dame (Indiana, EE.UU.), que proporciona aire caliente para simular las altas temperaturas y presiones de la máquina. En estos 21 meses de pruebas, se han invertido 18 millones de dólares, cifra baja si se compara con otros proyectos de aviación estadounidenses.

«Este logro es un importante hito técnico para Hermeus», declaró el director general de Hermeus, AJ Piplica. «Pero más que eso, es un punto de prueba que demuestra cómo nuestro pequeño equipo puede diseñar, construir y probar rápidamente el hardware con presupuestos significativamente más pequeños que sus pares de la industria».

Uso en vuelos comerciales

Gracias a este motor hipersónico de respiración aérea de rango completo, y al no funcionar con un motor cohete, se hace más sencilla la reutilización rápida de las naves. Esto le quita riesgo al vuelo y le hace apto para transportar pasajeros. Además, los aviones Hermeus están diseñados de manera similar a los convencionales, por lo que pueden funcionar en aeropuertos.

El objetivo de Hermeus es acelerar radicalmente los viajes de pasajeros mediante el vuelo hipersónico. Además, el acuerdo de la compañía con NASA demuestra la voluntad de ambas partes de aumentar drásticamente la velocidad a la que las personas se desplazan por el planeta mediante el desarrollo de vuelos comerciales de alta velocidad. Ambas organizaciones colaborarán en el desarrollo de conceptos de operación de aeronaves, incluido el análisis del rendimiento del empuje de alta potencia, la gestión térmica, la generación integrada de energía y los sistemas de cabina.

Pero también… uso militar

El Ejército de Aire de Estados Unidos seleccionó a Hermeus en julio de este año para apoyar su contrato del Sistema Avanzado de Gestión de Combate, cuyo límite máximo es de 950 millones de dólares. Las FFAA estadounidenses están interesadas en las aeronaves Hermeus que alcanzan Mach 5, y se demuestra la importancia que estas creen que los aviones hipersónicos tienen para su red de nueva generación que conecte sus plataformas y sensores. AJ Piplica volvió a decir, a propósito de esto, que “los aviones hipersónicos pueden apoyar de forma única la futura arquitectura ABMS, permitiendo operaciones de respuesta y supervivencia en entornos altamente disputados».

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