Entre todos los aviones fabricados por el hombre, ¿a qué velocidad puede alcanzar el más rápido?
El avión más rápido que vuela en el aire es el X43A, desarrollado por los Estados Unidos. Durante un vuelo de prueba, alcanzó una velocidad de Mach 9,8, o 11.265 kilómetros por hora.
La sonda estadounidense "New Horizons" que vuela hacia el lejano Plutón es la sonda más rápida de la historia de la humanidad. Quizás porque tiene que volar lo más lejos posible, la velocidad de despegue del "New Horizons" alcanzará los 57.900 kilómetros por hora. Es decir, recorre 16 kilómetros en un segundo.
En noviembre de 1994, debido a limitaciones financieras, el gobierno de Estados Unidos canceló el costoso programa National Skyplane de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio, y el avión de prueba X-30 en desarrollo se vio obligado a ser descontinuado. De conformidad con la nueva estrategia aeroespacial "mejor, más rápida y más barata" de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio, nació el proyecto Hyper-X. El contenido principal de su investigación es el avión de prueba X-43.
El X-43A no sólo es similar en apariencia al descontinuado avión orbital NASP tripulado de una sola etapa X-30, sino que también tiene el mismo esquema de motor que se probará. Ambos son de combustión supersónica integrada con el. fuselaje. El fuselaje delantero del X-43A está diseñado para generar una onda de choque para comprimir el aire que ingresa a la entrada del motor scramjet de combustión supersónica (instalado debajo del fuselaje). El avión de prueba X-43A tiene un fuselaje plano y compacto avanzado, con una longitud de fuselaje de 3,6 metros, una envergadura de 1,5 metros y un peso de aproximadamente 1 tonelada. Entre los muchos propósitos de la investigación del X-43A, la verificación del motor ramjet/supersónico de combustión integrado con el fuselaje ocupa el primer lugar, seguida por el desarrollo de datos aerodinámicos, la verificación de herramientas de diseño y el desarrollo de aviones hipersónicos que respiran aire. .
Los aviones hipersónicos utilizan motores estatorreactores de combustión supersónica, que se clasifican como motores estatorreactores. El principio del motor ramjet fue propuesto por el francés René Rolland en 1913 y fue utilizado por primera vez por Alemania en el misil V-1 en 1939. El motor ramjet consta de tres partes: la entrada, la cámara de combustión y la boquilla de propulsión. Es mucho más sencillo que el motor turborreactor. La rampa es un proceso que utiliza el flujo de aire frontal para reducir la velocidad y aumentar la presión estática después de ingresar al motor. Este proceso no requiere un compresor complejo y giratorio de alta velocidad. Después de que el flujo de aire de alta velocidad se desacelera a través de la expansión y la presión del aire y la temperatura aumentan, ingresa a la cámara de combustión para mezclarse y quemarse con el combustible. La temperatura es de 2000-2200 °C o incluso más. Después de la expansión y la aceleración, se descarga. la boquilla a alta velocidad, generando empuje.
Los motores de combustión supersónicos son diferentes de los motores a reacción turbofan. De hecho, también es diferente de un motor de cohete. Aunque la velocidad de un cohete de múltiples etapas es extremadamente alta, alcanzando más de Mach 20, transporta todo el combustible, por lo que su carga útil es menor que la de un avión equipado con un motor estatorreactor de combustión supersónica del mismo volumen.
El objetivo del proyecto Hyper-X es acumular conocimiento, generar confianza y mejorar la tecnología para el viaje de la humanidad hacia velocidades hipersónicas. El exitoso vuelo de prueba del X-43A sentó las bases para futuras investigaciones sobre aviones hipersónicos que utilizan motores estatorreactores de combustión supersónicos que respiran aire. Sin embargo, aún se desconoce cuándo se utilizarán las velocidades hipersónicas en aplicaciones prácticas. Independientemente de si el progreso será rápido o lento en el futuro, una cosa es segura: aunque durante los próximos 20 años, la NASA sólo pretende desarrollar, probar y volar tecnología hipersónica para apoyar el desarrollo de futuros lanzadores reutilizables y mejorar el espacio. explorar. Sin embargo, una vez que la tecnología del motor madure, tendrá el potencial de utilizarse para otros fines. Por ejemplo, si lleva un arma (convencional o nuclear) para realizar la misma misión de ataque de largo alcance que un misil, su capacidad de intercambiar el peso del combustible de oxígeno por una carga de arma lo hace más poderoso o, en otras palabras, su; El tamaño pequeño es más difícil de capturar para los oponentes.
Antes de 2010, el X-43B, el avión de pruebas hipersónico que respira aire más grande, realizará vuelos de prueba. El X-43B utilizará una combinación de motores de turbina y scramjets que respiran aire. Esta combinación de motores es ideal para aviones hipersónicos porque puede ajustar automáticamente el empuje para lograr velocidades de vuelo óptimas. Cuando la velocidad del avión es sólo aproximadamente el doble de la velocidad del sonido, el avión utiliza un motor a reacción turbofan para avanzar, lo que no es diferente de un avión normal cuando el avión vuela a velocidades hipersónicas (Mach 5 a 15); utilizar propulsión Ramjet de combustión supersónica que respira aire.