Científicos Chinos Revelan Planes Para Un Extraño Avión Hipersónico Con Ala Extra

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En el pasado, los waveriders estadounidenses tenían algunas fallas críticas que el nuevo diseño chino pretende resolver.

Construir un plano útil que sea más rápido que Mach 5, o cinco veces la velocidad del sonido, es un desafío de ingeniería difícil, pero un equipo de investigadores de la Academia China de Ciencias tiene un plan para lograrlo.

El truco para hacer que estos vehículos sean más rápidos que Mach 5, o hipersónicos, es construir un fuselaje en forma de "waverider" y rematar con un "ala de captura de alta presión", escribieron los investigadores en una carta de diciembre de 2017 a revista ciencia china. Los waveriders son cuerpos de aviones formados para deslizarse a lo largo de la parte superior de la onda de presión creada por su propio vuelo supersónico; en esencia, utilizan la onda de choque para aumentar la elevación del avión o la fuerza ascendente que mantiene un avión en vuelo. Pero los techos de waveriders también pueden convertirse en "superficies de compresión": los aviones contra los que fluye el aire, empujando a todo el vehículo hacia el suelo. Las alas de captura de alta presión (HCW) unidas a la parte superior del avión convierten esa presión en una elevación adicional.

El equipo llamó a esta combinación waverider-HCW la "configuración aerodinámica en forma de I hipersónica" o "HIAC", después de la forma resultante, que en sección transversal se asemeja a una letra mayúscula "I" con remates. [Fotos: Hypersonic Jet podría volar 10 veces la velocidad del sonido]

Creación de ascensor

Los investigadores escribieron que este diseño resuelve el problema básico de los aviones hipersónicos: es muy difícil construir un avión Mach 5-plus con suficiente espacio en el interior para los pasajeros o la carga que no se salga del aire.

Para que un avión se mantenga en el aire, genera sustentación, lo que generalmente ocurre cuando el aire que fluye sobre la parte superior de un avión viaja más rápido que el aire debajo de él. Mientras tanto, cuanto más rápido avanza un avión, mayor es la fuerza de fricción del aire circundante, o arrastre. Sin embargo, para que un avión vuele a velocidades muy altas, esa resistencia tiene que ser mucho más baja que esa elevación, o de lo contrario el avión luchará para moverse lo suficientemente rápido como para mantenerse en el aire. Los aviones supersónicos luchan con el problema adicional de las ondas de presión creadas cuando pasan la velocidad del sonido, lo que crea un arrastre adicional en el fuselaje. La combinación waverider-HCW consiste en convertir las ondas de presión del viaje hipersónico del arrastre y la fuerza hacia abajo en una elevación adicional.

Los diseños anteriores que se basaban únicamente en el fuselaje del avión waverider, como el Boeing X-51, tenían que ser muy delgados, demasiado pequeños para pasajeros humanos o carga significativa. Pero si elevas el techo en un waverider hipersónico, escribieron los investigadores, el flujo de aire sobre la parte superior del vehículo creará una resistencia y lo empujará hacia abajo, reduciendo la elevación.

Los aviones aerodinámicos bien diseñados, escribieron, crean mucho levantamiento, tienen altas relaciones de elevación a arrastre y empaquetan mucho espacio de carga en comparación con su tamaño total.

Poner el HCW encima de un waverider permite a los diseñadores darles a los vehículos techos más altos y más espacio de carga, y crea una elevación adicional para mantener el vehículo en alto a velocidades extremas.

Los aviones hipersónicos no son del todo nuevos. El Air Force X-15, volado a lo largo de la década de 1960, alcanzó velocidades máximas de 4,520 mph (7,274 km / h), o Mach 6.7, con pilotos humanos. Y las naves espaciales habitualmente alcanzan velocidades extremas durante el reingreso; El transbordador espacial solía golpear la atmósfera en casi Mach 25. Pero el diseño del X-15, que no era un waverider, no era práctico. Y las naves espaciales solo entran en velocidades hipersónicas durante el reingreso debido al enorme impulso de la órbita.

Y esas máquinas no son particularmente útiles por las razones que los gobiernos suelen elegir para construir vehículos hipersónicos: rodear defensas aéreas y estrellarse contra cosas lo suficientemente duras como para causar daños masivos. El científico en jefe de la Fuerza Aérea de EE. UU. Geoffrey Zacharias dijo al Interés Nacional en agosto de 2017 que Estados Unidos "anticipa tener armas hipersónicas para el 2020, drones hipersónicos para la década de 2030 y aviones no tripulados recuperables para la década de los 2040. Hay poca duda de que la tecnología hipersónica El armamento o la propulsión, o ambos, ocuparán un lugar destacado en los futuros diseños de aviones ".

Este diseño podría acercar al mundo un poco más a esa realidad.

Publicado originalmente en WordsSideKick.com.


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