El salto de China en los vuelos hipersónicos: un motor que alcanza Mach 9 con combustible "low cost"

China quiere colocarse a la vanguardia en la propulsión hipersónica, una ambiciosa carrera en la que compite con EEUU para fabricar dispositivos capaces de fulminar la velocidad del sonido al volar. Y en una de sus piezas cruciales, además: los motores. El año pasado, un grupo de científicos del país logró crear el primer motor de ondas de detonación hipersónica capaz de propulsar vuelos a nueve veces la velocidad del sonido (Mach9), lo que equivale a unos 11.000 km/h, con combustible para aviones de bajo coste.

Es solo el comienzo.

Los investigadores completaron con éxito varios experimentos con el motor de detonación durante sus pruebas en tierra, realizadas a principios de 2022 en unas instalaciones especiales de Pekín, como informaba a finales del año pasado el diario hongkonés South China Morning Post.

Los detalles técnicos del dispositivo se concretaron en un artículo publicado en Journal of Experiments in Fluid Mechanics. En el informe, el equipo dirigido por Liu Yunfenf, ingeniero del Instituto de Mecánica de la Academia de Ciencias de China, explica que nunca antes se habían publicado resultados de pruebas con motores de este tipo y queroseno de aviación.

Una mejora en el diseño

Los motores de detonación pueden ofrecer una eficiencia mayor que otras alternativas para los vuelos, como el scramjet. La clave: su capacidad para generar una serie de explosiones que liberan a su vez un potente flujo de energía. La tecnología no es ni mucho menos nueva y se han probado ya otros motores de detonación. Eso sí, en su mayoría necesitan hidrógeno, un combustible con dos importantes hándicaps: su precio y la seguridad, dado el riesgo de explosiones.

El equipo de Liu —precisa el South China Morning Post— ha querido centrarse en ese punto débil echando mano para su motor de RP-3, un combustible para aviones que, entre otras peculiaridades y frente al combustible diésel, muestra una liberación de calor y combustión retardada.

La idea del equipo asiático tampoco es del todo novedosa. Hace tiempo que los investigadores piensan en utilizar combustible para aviones en los vuelos hipersónicos, pero trasladarlo a la práctica ha presentado algunos desafíos importantes para los ingenieros: su combustión, más lenta que la del hidrógeno, exige cámaras de detonación bastantes más grandes. Y eso, cuando de aviones hipersónicos se trata, en los que cada milímetro de superficie cuenta, supone un problema.

Con un ligero cambio para la entrada de aire del motor los investigadores chinos han logrado sin embargo facilitar la ignición del queroseno, lo que evita tener que recurrir a grandes cámaras que puedan comprometer el diseño de las aeronaves. Su propuesta, aseguran, es pionera.

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El trabajo del equipo de Liu se enmarca en los esfuerzos desarrollados dentro y fuera de China por crear sistemas de propulsión robustos para vuelos hipersónicos y supersónicos, una tecnología que permitiría volar a altas velocidades y mejorar la eficiencia de las entradas y salidas de la atmósfera.

“La posibilidad de basar un sistema de este tipo en detonaciones, la forma de combustión más potente, tiene el potencial de proporcionar una mayor eficiencia termodinámica, una mayor fiabilidad y unas emisiones reducidas”, explica un equipo de investigadores en PAS.

China no es la única que trabaja en el campo.

Tanto el gigante asiático como EEUU han mostraron sus respectivos avances con los motores de detonación rotativos, una tecnología con una elevada capacidad de empuje y que permitirían, en teoría, alcanzar velocidades de Mach 17 con una ventaja añadida en el ahorro de combustible.

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En marzo de 2022 el propio South China Morning Post publicaba que un equipo de la Universidad de Tsinghua, en China, había desarrollado un prototipo que solucionaba algunos problemas de diseños anteriores. En EEUU también señalaban hace meses el desarrollo de trabajos en el motor de detonación rotativo y diseños y prototipos de detonaciones oblicuas.

La tecnología hipersónica tiene interesantes aplicaciones tanto civiles, para el transporte, como militares. China ya ha desarrollado varios misiles hipersónicos, como el DF-17 y YJ-21.

Imagen de portada: Wikipedia

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