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martes, 19 de julio de 2016

Aviones hipersónicos: ¿dónde estamos y hacia dónde vamos?

Falcon HTV-2 Американский проект сверхзвукового гиперзвукового летательного аппарата

Las aeronaves hipersónicas, la última revolución técnica y científica mundial, son casi una realidad. EEUU, Rusia y China ya están luchando por la supremacía en este ámbito. Pero, ¿quién se llevará la palma?
¿Qué es una nave hipersónica?
Aunque aún se encuentran en una fase de desarrollo experimental y tan solo algunos aparatos de prueba han surcado los cielos, el desarrollo de las naves hipersónicas avanza a grandes pasos y, la posibilidad de que veamos en el futuro próximo un avión cuya velocidad estándar sea mayor a 5M —velocidad de vuelo hipersónica, según la escala Mach—, está cada vez más cerca.

Las características que nos permiten definir a una aeronave y a otros aparatos voladores como hipersónicos son dos: en primer lugar, una velocidad de entre 5M y 10M —entre 6.150 y 12.300 km/h— o incluso mayor y, en segundo lugar, un margen de altitud entre 25 y 140 kilómetros.  Esta tecnología es de especial interés en la esfera militar, dado que los aparatos hipersónicos —aeronaves, pero también misiles balísticos intercontinentales, misiles de crucero y vehículos aéreos no tripulados— son indetectables por parte de los sistemas de defensa antiaérea, puesto que la velocidad de vuelo genera alrededor del objeto una nube de plasma que lo hace invisible en los radares. Además, esta clase de aparatos se diferencian por su gran maniobrabilidad y enorme capacidad de reacción en caso de ataque. 

Los proyectos de Rusia
Misil hipersónico

El 17 de marzo de 2016, Rusia inició las pruebas del misil de crucero hipersónico de emplazamiento naval Tsirkon. La velocidad de este tipo de misiles debe alcanzar entre 5 y 6 M, además de poder recorrer no menos de 400 kilómetros en cuatro minutos. También se sabe que este misil usará el nuevo combustible Decilin-M, que permite incrementar el alcance de los misiles de crucero estratégicos en 250-300 kilómetros. Se espera que Tsirkon empiece a ser desarrollado en serie en 2020, cuando empezará a formar parte del armamento de los submarinos multifuncionales atómicos clase Husky y del crucero nuclear 'Pedro el Grande'.

Otro de los proyectos rusos es el misil hipersónico estratégico YU-71, también conocido como Stilet. Este misil fue lanzado con éxito en febrero de 2015 y se espera que 24 ejemplares estén listos para el año 2025. El Stilet es una ojiva de misil supermaniobrable, que puede volar a una velocidad de 11.000 kilómetros por hora, recorriendo, por ejemplo, la distancia entre Moscú y Washington en 50 minutos. El YU-71 cuenta, además, con sistemas de protección contra el recalentamiento y la sobrecarga, además de poder cambiar de trayectoria muy fácilmente y ser indetectable. Esta ojiva podrá ser equipada en el misil balístico intercontinental RS-28 Sarmat, también de capacidad hipersónica, que será capaz de alcanzar objetivos a una distancia de más de 10.000 kilómetros en cualquier dirección, incluso a través del Polo Norte o el Polo Sur.  

Los proyectos de EEUU
Proyecto de una nave hipersónica

Distintos proyectos de esta naturaleza están siendo desarrollados en EEUU, según explica Popmech. Cada uno de ellos ha superado distintas pruebas, con mayor o menor éxito. El desarrollo de tales proyectos empezó a principios de siglo XXI y el estado de preparación varía de uno a otro. La compañía Boeing, desarrolladora del avión no tripulado de velocidad hipersónica X-51A, ha anunciado que su aeronave empezará a ser usada en el 2017.

Otros de los proyectos realizados en EEUU son la ojiva maniobrable hipersónica AHW, el objeto volador hipersónico Falcon HTV-2, lanzado con ayuda de un misil balístico intercontinental, el avión no tripulado NASA X-43 y el vehículo aéreo no tripulado Lockheed Martin SR-72. El SR-72, el más reciente de los proyectos hipersónicos norteamericanos, es capaz de volar a una velocidad de 6.400 km/h y alcanzar altitudes suborbitales. Sin embargo, este vehículo aún presenta problemas de recalentamiento cinético al alcanzar temperaturas mayores a 2.000° centígrados, y los desarrolladores deberán eliminar los problemas de pérdida de señal con el objeto, que se han observado en algunas pruebas. Se espera que el SR-72 esté listo para el año 2030.

Los proyectos de China
Foto ilustrativa

Seis ensayos ha realizado China con su vehículo DF-ZF, antes conocido en Occidente como WU-14 y que como el Yu-71 ruso es un planeador hipersónico que es lanzado a lomos de un misil balístico y efectúa una reentrada en la atmósfera a velocidades estimadas por agencias de inteligencia estadounidenses como superiores a Mach 5, aunque el diseño en principio podría llegar hasta Mach 10. 

Como en el vehículo ruso se ignora el tipo de cabeza de combate que puede llevar, aunque se supone que podría montar tanto explosivos nucleares como convencionales. Se especula con que el DF-ZF sirva también como carga útil de los misiles balísticos antibuque Dong Feng 26, lo que aumentaría su alcance útil y dificultaría cualquier defensa. Otros analistas descartan que la tecnología esté disponible y proyectan que China está a dos décadas de poder desplegar un arma eficaz basada en ella. Pero el desarrollo preocupa a la marina EE UU.

Si una bala de pistola de 9 mm avanza a 990 km/h, y la de un M-16 a 3.400 km/h, imagina algo que viene hacia ti a más de 10.000 km/h
En efecto; la principal ventaja de este tipo de armamento es que además de aumentar el poder destructivo del arma por su misma velocidad reduce enormemente el tiempo disponible para efectuar cualquier acción defensiva. Si una bala de pistola de 9 mm avanza a 275 m/sg, es decir a 990 km/h, y la bala de un M-16 a unos 948 m/s, es decir 3.400 km/h, imaginemos lo que puede ser que te disparen con algo que viene hacia ti a más de 10.000 km/h. 
Un misil a esa velocidad avanzaría 2,77 km cada segundo, por lo que por ejemplo en la guerra naval y suponiendo que el horizonte visible desde un mástil está a unos 25-27 kilómetros alcanzaría al barco blanco en menos de 10 segundos; ese es todo el tiempo que tendría para intentar cualquier defensa. No es de extrañar que haya sido en este ámbito donde se han realizado los mayores esfuerzos de desarrollo, y donde existen armas ya desplegadas, aunque técnicamente no hipersónicas; ‘sólo’ supersónicas.

Presente súper, futuro híper
De este tipo son los misiles soviéticos y luego rusos conocidos en Occidente como P-700 Granit, un misil de crucero supersónico diseñado para atacar los grupos de portaviones estadounidenses dificultando al máximo su defensa. El Granit, aún en servicio en los submarinos Oscar II y los cruceros de las clases Kirov y Almirante Kuznetsov, alcanza velocidades superiores a Mach 2,5 en altura y 1,6 volando cerca del mar, y tiene un alcance de entre 500 y 650 km. Está propulsado por un estatorreactor que se activa después de que un cohete impulsor lo lleve a la velocidad adecuada, y puede llevar una cabeza de combate nuclear de 500 kilotones o 750 kg de alto explosivo. Para hacerlo más letal cuenta con un sistema de guiado en enjambre que permite cooperar a varios misiles que vuelan juntos: uno de ellos se eleva para localizar al objetivo y envía la información a los demás. Además, cuenta con capacidad contramedidas electrónicas y para esquivar a los misiles antimisil.


Concepto del X-51A Waverider

Ruso es también el P-800 Oniks, conocido también como Yakhont (versión de exportación). Se trata de un misil más pequeño que el Granit pero capaz de llegar a Mach 2,5 y con un alcance máximo de 600 km (en la versión rusa; menos de 300 en la de exportación). Su cabeza de combate es menor, de 250 kg de explosivo, y a diferencia del modelo anterior, además de poder lanzarse desde barcos de superficie y submarinos, hay versiones con lanzamiento desde tierra (sistema Bastion, exportado a varios países y también desplegado por Rusia) e incluso desde el aire. El Oniks cuenta con un cohete impulsor interno que lo acelera hasta que arranca su estatorreactor, sistema que ha servido de base para el desarrollo del proyecto conjunto BrahMos con la India. En el arsenal ruso también hay versiones de la familia de misiles de crucero Kalibr capaces de efectuar perfiles de ataque supersónicos al acercarse al blanco. BrahMos está considerado como el misil crucero más rápido que está en servicio en este momento, ya que alcanza Mach 2,8, y utiliza el motor y sistema de lanzamiento del Oniks pero con un sistema de guiado y localización de blancos diferente. 
Su alcance es de 290 km y puede volar desde 5 a 14.000 m de altura, siendo capaz de efectuar maniobras complejas en las fases finales del ataque para despistar a las defensas. Hay diferentes versiones con lanzamiento desde barcos, submarinos, desde tierra o desde aeronaves como el Su-30, en servicio en las fuerzas armadas indias. Puede atacar buques, y también blancos terrestres, y puede llevar cabeza convencional o nuclear. La India ha desplegado ya varios regimientos de este sofisticado misil, y trabaja en desarrollar una versión hipersónica con el nombre de BrahMos II cuyo objetivo es alcanzar una velocidad máxima de Mach 7, más del doble de la versión actual. De modo que con todas sus dificultades y problemas, y aún con la necesidad de prolongados y caros ensayos con vehículos experimentales, de una cosa podemos estar razonablemente seguros: en el futuro los misiles hipersónicos serán un componente más del arsenal de las potencias, sobre todo en el mar.
En este rango de velocidades las alas son innecesarias; se dice que ‘cabalgan’ sobre las ondas de choque creadas por su propio movimiento
Para alcanzar el rango de velocidad hipersónica hacen falta motores del tipo estatorreactor (scramjet cuando son supersónicos). En este tipo de motores no son necesarios compresores o turbinas para aumentar la presión del aire que entra en la cámara de combustión, ya que la propia velocidad del artefacto se encarga de ello. A cambio la geometría de la entrada de aire es fundamental y complicada de optimizar para todos los regímenes de vuelo. Además, este tipo de motores no puede funcionar por debajo de una velocidad crítica (300 km/h para los estatorreactores subsónicos), por lo que es necesario algún otro tipo de propulsión que impulse al vehículo hasta alcanzarla.

Una vez obtenida la velocidad límite, el estatorreactor entra en funcionamiento pudiendo acelerar hasta velocidades teóricas superiores a los 12 Mach (cerca de 15.000 km/h). Según la velocidad aumenta la compresión se hace demasiado elevada y el motor pierde rendimiento, por lo que es necesario reducir el efecto de la velocidad en la entrada del aire: controlar esta transición es técnicamente complicado.
En este rango de velocidades las alas son innecesarias, ya que basta usar esquemas de cuerpo sustentador en los que el mismo fuselaje del vehículo genera suficiente fuerza de sustentación vía compresión del aire; se dice que ‘cabalgan’ sobre las ondas de choque creadas por su propio movimiento. Una vez más, la geometría del aparato es decisiva y el cálculo aerodinámico muy complicado; además la fricción del aire eleva mucho la temperatura de algunas zonas, por lo que es necesario usar en su construcción aleaciones especiales. Por todo ello el diseño de este tipo de vehículos no es en absoluto sencillo. (Jesús.R.G.)

Fuente: http://mundo.sputniknews.com/
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