La NASA Lanza Estudio del Concepto SR-72 de los Skunk Works
Por DAN PARSONS - WASHINGTON DC
La NASA ha otorgado un contrato a Lockheed Martin para estudiar la viabilidad de construir un sistema de propulsión hipersónica para una aeronave de reconocimiento vigilancia e inteligencia (ISR), conocida como el SR-72, utilizando las tecnologías de motores de turbinas existentes.
El contrato de 892.292 dólares "prevé un estudio de diseño paramétrico para establecer la viabilidad de un sistema de propulsión de ciclo combinado basado en una turbina (TBCC: turbine-based combined cycle) que consiste en la integración a corto plazo de varias combinaciones de soluciones de motores de turbina y RamJets de Modo Dual (DMRJ) con un muy bajo Mach de ignición en el concepto de vehículo SR-72 ", dice el documento del contrato.
Una portavoz de Skunk Works, el laboratorio de desarrollo de Lockheed , se negó a comentar sobre la adjudicación del contrato.
El SR-72 se concibe como una aeronave hipersónica no tripulada reutilizable para misiones ISR y de ataque, capaz de volar a Mach 6., o casi el doble de la velocidad de su predecesor, el SR-71 Blackbird.
La NASA está financiando la validación de un estudio previo de Lockheed que encontró que velocidades de hasta Mach 7 podrían lograrse con un motor de modo dual que combina tecnologías de turbinas y ramjet, dice Paul Bartolotta, un ingeniero aeroespacial senior en el Centro de Investigación Glenn de la NASA que se especializa en propulsión hipersónica.
Skunk Works fue la responsable del desarrollo del SR-71 Blackbird, que era capaz de alcanzar Mach 3.2 con sus motores Pratt & Whitney J58 especialmente diseñados. Esta planta motriz era capaz de funcionar como un estatorreactor de baja velocidad pasan do Mach 2.5 mediante la reorientación de aire de admisión alrededor del núcleo del motor y en la cámara de postcombustión .
Los potenciales adversarios están trabajando en tecnologías para hacer a las capacidades furtivas de la fuerza de cazas y bombarderos de la USAF. El servicio ve a los vehículos hipersónicos como el siguiente paso lógico en esa carrera armamentista.
La Fuerza Aérea de Estados Unidos tiene una hoja de ruta hipersónica que prevé alinear a un arma de ataque hipersónica, para suceder al demostrador de prueba de concepto X-51 Waverider. El Waverider se lanzó con éxito desde un B-52 y propulsado por un cohete hasta alcanzar Mach 4.8, para luego acelerar a Mach 5.1 después de encender su motor estatorreactor.
La hoja de ruta prevé un programa de seguimiento pidiendo una aeronave no tripulada reutilizable con velocidades de Mach 6.0. A esa velocidad, la inteligencia puede ser recogida o las armas lanzadas incluso antes de que las defensas aéreas enemigas esten alertas.
Tanto AFRL y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) han estado tras un estatorreactor de baja velocidad durante años. El programa HTV-3X de ambas agencias demostró que un estatorreactor podrían funcionar por debajo de Mach 3.0. Eso inspiró a Lockheed a asociarse con Aerojet Rocketdyne para desarrollar una manera de usar fuera de la plataforma motores como el F100 o F110 para las explosiones cortas de aceleración más allá de Mach 2.2 en un intento de cerrar la brecha entre las dos tecnologías de propulsión.
"Este estudio se pregunta si podemos utilizar las tecnologías existentes para crear un estatorreactor de modo dual que, en teoría sea capaz de encenderse a Mach 2-2,5", dice Bartolotta. "La clave de todo este esfuerzo es si podemos hacerlo y la búsqueda de las tecnologías necesarias para que podamos planear un programa en el que podemos gastar los dólares más importantes."
El problema con la propulsión hipersónica ha sido siempre la diferencia entre la capacidad de velocidad más alta de un turborreactor y la velocidad más baja de un estatorreactor. La mayoría de los estatorreactores no pueden conseguir la ignición por debajo de Mach 4.0. Los motores de turbina normalmente pueden acelerar a sólo Mach 2.2, por debajo de la velocidad a la que un estatorreactor podría asumir y continuar la aceleración.
Por lo tanto, la NASA y Lockheed deben o bien desarrollar un motor de turbina que puede acelerar a Mach 4.0, o un estatorreactor que puede funcionar a velocidades dentro de la envolvente de un motor de turbina, dice Bartolotta.
"Estamos buscando un sistema combinado a base de turbina donde a bajas velocidades tiene una turbina suministrando la propulsión y, a continuación, a mayor velocidad se hace cargo un estatorreactor o scramjet", dice. "Queremos ser capaces de ir hasta Mach 7 y luego la transición de regreso a la turbina para aterrizar en una pista y recuperarlo. El problema es cómo se puede obtener el vehículo que pueda volar lo suficientemente rápido como para encender la DMRJ y luego que la DMRJ se haga cargo de la propulsión".
Las NASA está considerando varios motores turbofan existentes para el uso en el proyecto, incluyendo el Pratt y Whitney F100-PW-229 que propulsa tanto al Boeing F-15 y al Lockheed Martin F-16, entre otras aeronaves. El General Electric F414 utilizado por el Boeing F/A-18E F Super Hornet también se está estudiando, junto con el motor de turbina supersónico para largo alcance (STELR), un motor concebido por el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL).
Si el estudio es exitosa, la NASA quiere financiar un programa de demostración. Lockheed pondría a prueba el estatorreactor de modo dual en un vehículo de investigación de vuelo, y trataría de encontrar soluciones a problemas como el envasado del motor y el diseño del sistema de gestión térmica, dice Bartolotta.
"Estamos haciendo esto en un menor número de Mach así que tenemos que averiguar cuáles son los problemas para proteger a la turbina, ¿qué tenemos que hacer para volver a encender la turbinauna vez que se baja de velocidad hipersónica", dice Bartolotta.
Fotos cortesía de Lockheed Martin.
http://www.flightglobal.com/news/articles/nasa-launches-study-for-skunk-works-sr-72-concept-407222/
