¿Misil, torpedo o ambos? China está desarrollando un arma supersónica que puede 'volar alto' y 'sumergirse' haste de dar en el blanco.

 

 

Los científicos en China están trabajando para desarrollar un misil antibuque propulsado por boro que no solo puede viajar más rápido que cualquier torpedo existente, sino también recorrer mayores distancias, según los informes de los medios chinos. Un equipo de científicos de cohetes de la facultad de ciencia e ingeniería aeroespacial de la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa en Changsha reveló un modelo de un sistema de propulsión de misiles basado en boro en la edición del 8 de septiembre del Journal of Solid Rocket Technology, revisado por pares, publicado por la Sociedad China de Astronáutica. 

 

El boro es un 'metaloide', con propiedades tanto de metales como de no metales, y generalmente se usa en detergentes en polvo, antisépticos, etc. También se sabe que reacciona violentamente cuando se expone al agua y al aire, liberando calor masivo. Arde con llamas verdes y se dice que libera un 40 % más de energía por kilogramo en comparación con el combustible de aviación convencional. 

 

Nuevo misil antibuque

El nuevo misil antibuque diseñado por los científicos de Changsha está destinado a volar en el aire antes de sumergirse en el agua y dar en el blanco. Según las afirmaciones de los científicos, el nuevo sistema de propulsión basado en boro permitirá que el misil de cinco metros de largo navegue a 2,5 Mach, 2,5 veces la velocidad del sonido, a una altitud de unos 10.000 metros, hasta una distancia de 200 metros. kilómetros antes de sumergirse y moverse bajo el agua hasta 20 kilómetros. 

 

Una vez que el misil esté a 10 kilómetros de su objetivo, entrará en modo torpedo, viajando bajo el agua a una velocidad de hasta 100 metros por segundo usando supercavitación, la formación de una burbuja de aire gigante a su alrededor que reduce significativamente la resistencia, según los investigadores. Los investigadores afirmaron además que el proyectil también podría alterar su curso a voluntad o sumergirse hasta una profundidad de 100 kilómetros para esquivar los sistemas de defensa submarinos sin perder impulso. El científico principal Li Pengfei y su equipo dijeron que ningún sistema de defensa de barcos existente podría manejar un ataque rápido de "medios cruzados". “Esto puede mejorar en gran medida la capacidad de penetración del misil”, dijeron. 

 

Motor a base de boro

China no es el primer país en explorar el uso de boro como combustible de aviación. La Fuerza Aérea de EE. UU., en la década de 1950, comenzó a trabajar en combustibles de aviación a base de boro basándose en informes de inteligencia de llamas verdes que emergían del escape de un cohete soviético experimental. Los combustibles de aviación convencionales se basan en hidrocarburos refinados a partir de combustibles fósiles, en los que el hidrógeno, un elemento altamente explosivo, se une a átomos de carbono. Si bien, idealmente, el hidrógeno es el mejor combustible si se usa de forma independiente, ocupa mucho espacio incluso cuando se enfría en un líquido criogénico.

 

 

XB-70A Valkyrie en vuelo

 

Es desafiante y peligroso manejarlo solo. Por lo tanto, combina átomos de carbono, lo que hace que el combustible esté muy compacto y sea más fácil de controlar. Sin embargo, los combustibles a base de hidrocarburos no produjeron suficiente energía por unidad para cumplir con los requisitos militares de los EE.UU. de aviones supersónicos que pueden volar al otro lado del mundo. Por lo tanto, los ingenieros estadounidenses decidieron usar el boro que se encuentra justo al lado del carbono en la tabla periódica, lo que dio origen a una nueva familia de combustibles basados ​​en compuestos de 'hidroboro' o 'boranos' desarrollados bajo el nombre en clave 'Project Zip, Por lo tanto, fueron apodados "combustibles zip". Inicialmente, estos combustibles eran muy prometedores por la energía que producían. 

 

Fueron planeados para ser utilizados en el bombardero estratégico XB-70 Valkyrie, el interceptor de largo alcance XF-108 Rapier y el misil BOMARC. Además, había planes para convertir los motores a reacción existentes para que también pudieran quemar boranos. Sin embargo, estos planes se abandonaron en 1959 porque los boranos demostraron ser muy peligrosos debido a su toxicidad, lo que obligó a quienes trabajaban con ellos a usar máscaras antigás únicas. Además, las partículas de boro son difíciles de controlar, ya que se encienden espontáneamente e incluso pueden explotar. Al menos ocho personas involucradas en Project Zip murieron en accidentes relacionados con el borano. Además, cuando se colocaba dentro de los chorros, el borano no se quemaba por completo y dejaba una capa de residuos pegajosos en las palas de la turbina, lo que reducía gradualmente el rendimiento del motor. 

 

La carrera hipersónica recupera el interés en el boro 

En los últimos años, la carrera hipersónica en curso ha reavivado el interés por el boro. Por ejemplo, el año pasado, China supuestamente construyó motores scramjet que respiran aire utilizando un combustible sólido que contiene nanopartículas de boro para acelerar los misiles a cinco Mach o más. Incluso Estados Unidos está trabajando para desarrollar combustibles a base de boro. 

 

El año pasado, la Marina de los EE.UU. solicitó propuestas para un nuevo proyecto de investigación para determinar “una forma de boro o una vía química basada en boro que conduzca a la implementación de boro en compuestos energéticos, especialmente combustibles (sólidos y líquidos)”. Los informes sugieren que la nueva forma física del elemento, denominada "alótropos", puede superar problemas como la combustión parcial y la toxicidad de los combustibles a base de boro. Los alótropos de un mismo elemento pueden tener propiedades muy diferentes; por ejemplo, el grafito y el diamante son alótropos del carbono. La idea es que un nuevo 'alótropo de boro', probablemente en combinación con algún otro material químico, podría proporcionar un combustible completamente combustible y no tóxico. Los investigadores de EE.UU. también están explorando las posibles aplicaciones estructurales del boro en un avión para lograr velocidades hipersónicas. 

 

Actualmente, las estructuras de aeronaves específicas utilizan nanotubos de carbono (CNT), ya que pueden soportar altas temperaturas cuando una aeronave viaja a altas velocidades. En 2017, ingenieros de la NASA y la Universidad de Binghamton publicaron un estudio , supuestamente financiado por la Marina de los EE.UU., que descubrió que una combinación de boro y nitrógeno también podría usarse para fabricar nanotubos para estructuras de aeronaves. Los CNT pueden soportar temperaturas de hasta 450 grados centígrados. Un estudio de la NASA mostró que los nanotubos de nitruro de boro pueden soportar 900 grados centígrados, lo que los hace adecuados para su uso en estructuras de chorros supersónicos o incluso hipersónicos. Además, los nanotubos de nitruro de boro son más livianos y mejores que los CNT, con alta resistencia a la tracción y estabilidad química y térmica. 

 

El uso de boro sigue siendo desafiante y arriesgado 

Como se indicó anteriormente, Pengfei y sus científicos de cohetes de Changsha han diseñado un motor estatorreactor impulsado por boro que podría funcionar tanto en el aire como bajo el agua. Esto es bastante inusual, ya que la mayoría de los motores de boro están diseñados para funcionar solo en el aire. Los investigadores generalmente prefieren el aluminio o el magnesio como combustible para los torpedos de supercavitación debido a su alta reactividad con el agua. 

 

Por lo tanto, el motor estatorreactor diseñado por Pengfei y sus colegas presenta algunos componentes únicos, como entradas ajustables y boquillas de escape para mantener la eficiencia de combustión del boro en diferentes entornos. Sin embargo, el mayor cambio está en la composición del combustible, según su artículo. El boro suele representar alrededor del 30% del peso total del combustible en un misil de respiración aérea debido a la necesidad de varios otros productos químicos para controlar y mantener una combustión intensa. Sin embargo, el equipo de Pengfei duplicó el porcentaje de boro en el combustible, lo que estimó podría resultar en un empuje superior al del aluminio en el agua. 

 

Al mismo tiempo, el equipo también dijo que el aumento del porcentaje de boro podría causar algunos problemas en la producción en masa, el encendido y el control de la combustión, pero estos "pueden resolverse mediante la modificación de las partículas de boro, la mejora del proceso de fabricación y el estudio". de las propiedades de la masa del grano”. También es difícil ajustar el empuje de un motor de combustible sólido. Por ejemplo, el polvo de boro se comporta como sólido y fluido cuando se inyecta en la cámara de combustión, lo que dificulta simular o regular físicamente el proceso de combustión. Además, China enfrenta los riesgos de depender de los combustibles de boro para fabricar armas en masa, según un científico de materiales con sede en Beijing que estudia el elemento boro. La mitad de los minerales de boro de China provienen del extranjero y una gran parte proviene de los EE. UU. 

 

Fuente: https://eurasiantimes-com