El primer motor ‘ramjet’ del mundo que utiliza la combustión por detonación rotativa promete traernos una nueva generación de naves hipersónicas ultraeficientes
Prototipo de aeronave hipersónica. (GE Aerospace)
Por
Omar Kardoudi
17/12/2023
La compañía aeroespacial estadounidense GE Aerospace asegura haber probado con éxito un prototipo muy avanzado de un nuevo sistema de propulsión que combina por primera vez dos innovadoras tecnologías: la detonación rotativa con combustión y la ramjet. La compañía asegura que esta es la primera prueba realizada en el mundo con un motor de este tipo que nos puede traer una nueva generación de aeronaves y misiles hipersónicos mucho más eficientes, rápidos y baratos.
Los motores de detonación son un sistema de propulsión alternativo a los de combustión tradicional que es capaz de generar una descarga de energía que produce una onda expansiva lo suficientemente potente como para mover los pistones. Cuando hablamos de motores de detonación rotativa, como el que lleva el nuevo diseño de GE, este principio se mantiene, pero su arquitectura es totalmente diferente.
El sistema de combustión por detonación rotativa (RDC) lleva un cilindro dentro de otro más grande con un espacio entre ambos. Unas pequeñas rendijas permiten introducir una mezcla de combustible que, mediante alguna forma de ignición, se detonará, creando una explosión que recorre esta cámara circular y empuja los gases fuera ejerciendo un empuje.
Pero también crean una onda expansiva que se propaga a unas cinco veces la velocidad del sonido y hace que, gracias a la entrada de combustible en los puntos y lugares adecuados, la reacción se pueda sostener en el tiempo fácilmente. En principio, este tipo de motores necesitan menos combustible para producir el mismo nivel de empuje que la combustión y su arquitectura es más sencilla y ligera que otros sistemas porque no necesita piezas móviles para su funcionamiento.
La novedad del nuevo motor de GE es que además del RDC lleva un sistema de propulsión ramjet. Un tipo de motor a reacción que tampoco tiene partes móviles y que para funcionar necesita que lo lleven a velocidades supersónicas para obtener el aire que necesita para comprimir los gases y generar la combustión.
Cómo funciona esta nueva combinación
GE Aerospace, una filial del gigante estadounidense General Electrics, ya avanzó la creación de este nuevo motor en el Salón Aeronáutico de París del pasado junio. Aunque ahora ha lanzado un comunicado de prensa en el que explican más detalles de su rompedor diseño.
«Un sistema de propulsión DMRJ de respiración aérea típico sólo puede empezar a funcionar cuando el vehículo alcanza velocidades supersónicas superiores a Mach 3 [3.675 km/h]», asegura la compañía. «Los ingenieros de GE Aerospace están trabajando en un ramjet de modo dual habilitado para detonación rotativa que es capaz de operar a números Mach más bajos, lo que permite al vehículo de vuelo funcionar de manera más eficiente y lograr un mayor alcance».
A este ramjet dual hay que añadirle el sistema de combustión por detonación rotativa que le permiten generar un mayor empuje con un tamaño y un peso total del motor más pequeños. Esta combinación de tecnologías en un solo motor podría permitir una mayor eficiencia y unos fuselajes más ligeros y pequeños, lo que aumentaría su rendimiento, alcance y carga útil.
«Estamos estudiando ambos [sistemas]», explicó en su presentación de junio, Amy Gowder, presidenta y directora general de la división Defensa y Sistemas de GE Aerospace, cuando se le preguntó por el trabajo de su empresa en los ramjets. «Pero el RDE ofrece una solución muy eficaz porque permite reducir la longitud. El tamaño, en determinadas aplicaciones, podría ser realmente importante, sobre todo para algunas naves no tripuladas.»
EEUU se frota las manos
Aunque aún está por ver si el revolucionario motor GE acaba siendo una realidad, hay otras empresas trabajando en sistemas similares que han conseguido avances significativos. Un equipo de la Universidad de Florida Central, en colaboración con el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea, ya construyó con éxito un sistema de motor de detonación rotativo para cohetes espaciales capaz de autoalimentarse de manera sostenida.
Pero, como apunta el medio especializado The War Zone, las ventajas potenciales de un sistema de propulsión que combine la detonación rotativa con el ramjet son enormes para los ejércitos. Tanto para la nueva generación de misiles que vienen como para propulsar vehículos aéreos de alta velocidad de reconocimiento que ahora podrían ser más pequeños, veloces y tener una autonomía mayor.
EEUU ya lleva tiempo probando sistemas RDE. El proyecto Gambit de DARPA, el brazo de investigación avanzada del Pentágono, tiene como objetivo «desarrollar y demostrar un novedoso sistema de propulsión con motor de detonación rotativo que permita fabricar en serie un arma supersónica de gran alcance y bajo coste para el ataque aire-tierra en un entorno antiacceso/denegación de área (A2AD)».
El contrato para desarrollarlo se lo ha llevado la empresa aeroespacial estadounidense Raytheon, que el pasado octubre firmó un acuerdo con DARPA para desarrollar y demostrar un motor de detonación rotativo práctico para el proyecto Gambit.
“Para el ejército estadounidense, los aviones y misiles del futuro, capaces simplemente de alcanzar una velocidad supersónica sostenida más eficiente a largas distancias, podrían ser muy valiosos para responder a una variedad de requisitos de misiones sensibles al tiempo”, señala The War Zone. “En particular, cualquier futuro conflicto de alto nivel en el Pacífico, como uno contra China, implicaría automáticamente todo tipo de exigencias operativas en una amplia zona, gran parte de ella cubierta de agua”.
29/02/2024
