miércoles, 26 de octubre de 2016

XB-1 Tri-reactor supersónico sin post-combustión

Hace ya 69 años que se vuela más rápido que el sonido y más de 50 años que se lanzó el proyecto del Concorde. Desde entonces se han hecho muchos progresos para poder hacer que el transporte supersónico sea económicamente viable. Motores más económicos, operaciones más flexibles, electrónica avanzada, etc.


En otros posts se ha hablado de las nuevas tecnologías para poder minimizar la huella del sonora. Se ha hecho un gran esfuerzo económico en el estudio de la mitigación del estampido sónico sin que hasta ahora se haya logrado una solución realmente efectiva. Una nueva compañía de Denver, que se llama Boom (nombre muy onomatopéyico y apropiado), se ha decidido a ir por el camino contrario. La solución a primera vista parece un tanto disparatada, pero podría no serlo tanto si se echan cuentas. La filosofía de la compañía sería algo así como: para qué eludir los problemas del Boom sobre tierra si podemos volar en subsónico sobre ella para luego acelerar a supersónico sobre el mar. 

La idea parece lógica, pero volando subsónico una parte del vuelo no obtenemos la ventaja que se supone que tiene este tipo de transporte. La rapidez. La compañía no se anda con tonterías. Ellos proponen recuperar el tiempo perdido en subsónico lanzando el avión a una increíble velocidad de crucero de nada menos que Mach 2.2 sobre el mar. 0.2 Mach superior al Concorde. Una velocidad que muchos cazas de superioridad aérea no pueden siquiera conseguir. Esto, según la compañía, se conseguiría por un precio de billete igual al que se pagaría en un avión convencional subsónico en clase Business. La operación del avión saldría de esta forma también más económica, ya que los tiempos entre calzos (Block time) sería también mucho más reducido. Esto es lo que se conoce como utilización de la aeronave. Algo a tener muy en cuenta en las operaciones aéreas. Ver posts dedicados a los costes operacionales de un avión. El antiguo proyecto de la compañía basado en un avión bimotor de unas 40 plazas se ha transformado después de varios análisis en un trimotor de 50 plazas, tal como se puede ver en la ilustración.



La solución de los tres motores es ideal para poder volar sobre el mar, ya que las restrictivas regulaciones aeronáuticas ETOPS (extended twin operations) no serían aplicables y con tres motores se podría llegar a rutas que permitieran pasar a una distancia de 180 minutos de un aeropuerto alternativo en caso de fallo de uno de los motores. El director de la compañía, Blake Scholl se muestra convencido de que existe un gran mercado para este tipo de aparato. Un reactor con ala delta y ligero diedro positivo en las puntas, que a diferencia de los diseños como el NASA-X, o la nueva generación de reactores de negocios supersónicos, está diseñado para ser económicamente viable en sectores de unas 4.000 millas náuticas sobre el mar. La alta velocidad del aparato promete tiempos de vuelo realmente reducidos para este tipo de distancias. La cola es puntiaguda y convencional. Las tomas de aire o difusores de entrada para el tercer motor son parecidos a los aviones militares. De la misma forma, el tercer motor va embutido en el cono de cola al estilo de los aviones de caza. El motor propuesto para poder alcanzar el super-crucero debe de ser capaz de hacer despegar al avión sin la necesidad del uso del post-combustor. 

La idea básica es la de no tener que utilizar el sistema de post-combustión en ninguna fase del vuelo. Esto, junto con el uso de motores sencillos, que no utilicen técnicas de ciclo variable, es algo esencial para que el proyecto pueda ser económicamente viable. De momento se están utilizando los GECJ610 como motores de pruebas. Dichos vuelos de prueba serán efectuados en la Base Aérea de Edwards en California, donde podrán realizarse vuelos supersónicos. La legislación civil actual limita cualquier vuelo en el espacio aéreo continental de los Estados Unidos a Mach 1. El vuelo supersónico es posible solo en ciertas bases aéreas. La base aérea de Edwards es enorme, tiene 308.000 acres o lo que es lo mismo 124.643,178 hectáreas. Esta Base es más grande que Rhode Island. Cuenta con 22 pistas, de las cuales 4 están pavimentadas. Es el sitio ideal para este tipo de vuelos.

Todo el mundo quiere ir deprisa y llegar rápido a su destino. Este avión esta pensado para aquellos que puedan pagar un sobreprecio y necesiten hacer un desayuno de trabajo en NY y comer reunidos en Londres, por poner un ejemplo. 


El precio de cada avión se estima en 200 millones de dólares, y la compañía prevé un mercado potencial de 1000 aviones. Las ventajas operacionales de este tipo de avión son semejantes a las que los jets de alcance corto y medio supusieron en el nicho que ocuparon aviones regionales como el E-Jet en su día. El nicho sónico abre una serie de posibilidades que pueden ser explotadas con una nueva métrica basada en un concepto totalmente nuevo, ya que no se trata de aplicar fuerza bruta y post-combustión para alcanzar altas velocidades.

Los otros proyectos supersónicos en vías de desarrollo:


Aerion AS2

Una compañía privada que desarrolla aviones de negocios supersónicos desde comienzos de los 2000. Quiere lanzar su tri-reactor AS2 a finales de 2017. Airbus Defense and Space les asiste en temas de ingeniería. Se trata de un avión pequeño de unas 12 plazas que cuenta con un ala de flujo laminar natural capaz de ofrecer una gran eficiencia a velocidades supersónicas y subsónicas. Está diseñado para volar 4.750 mn a Mach 1.4 y 5.300 mn a Mach 0.95. Los pedidos han sido de 20 unidades para Flexijet, que operará vuelos transoceánicos en 2023.



Características generales

Tripulación: 2
Capacidad: 8-12 pasajeros
Longitud: 170 pies (51,8 m)
Envergadura: 61 pies (18,6 m)
Altura: 22 pies (6,7 m)
superficie de las alas: 1,350 ft² (125 m²)
Peso en vacío: 49.800 libras (22.588 kg)
Max. peso al despegue: 121.000 libras (54.884 kg)
Motores: 3 × turbofan (baja relación de derivación), 16.000 lb 
Tamaño de la cabina: 30 pies de largo, 6'2 "de alto, 7'3" de ancho (9,1 * 1,9 * 2,2 m)

Prestaciones

Velocidad máxima: Mach 1.5 (1140 mph) 1.837 kmh 
La velocidad de crucero: Mach 1.4 y Mach 0.95 
Alcance: 4750 millas náuticas a 5300 millas náuticas (8797 kilometros a 9816 kilometros)

Spike Aerospace S-512

El estudio preliminar se empezó en 2013. Las entregas están previstas para el 2022. La capacidad es de 12 a 18 pasajeros. Este bi-reactor está diseñado para volar a una velocidad de crucero de Mach 1.6 sobre el mar. Podría alcanzar unas distancias de 6.200 mn. La baza que juega este modelo es la de ofrecer una reducida huella sónica, con un nivel de estampido de 70 PLdB. Este es un nivel muy inferior al del Concorde, que se situaba en los 106 PLdB. Con 70 PLdB se podría llegar a autorizar el vuelo supersónico sobre el terreno. La compañía Española de aeroestructuras Aernova está asistiendo técnicamente a Spike para el desarrollo del avión.



Características generales

Capacidad: 18 pasajeros
Longitud: 131 pies (40 m)
Envergadura: 60 pies (18 m)
superficie de las alas: 1.125 pies cuadrados (104,5 m2)
Peso en vacío: 38.000 libras (17.237 kg)
Peso bruto: 44.000 libras (19.958 kg)
Max peso de despegue: 84.000 libras (38,102 kg)
Motores: 2 × turbofan Pratt & Whitney JT8D

Prestaciones

Velocidad máxima: Mach 1,8
Crucero de Mach 1.6 velocidad
Alcance: 4.000 millas náuticas (4.603 millas; 7.408 kilometros)

NASA QueSTT

Este diseño se debe a la compañía Lockheed-Martin y se trata de un demostrador tecnológico de baja huella sonora. Es uno de los famosos X-planes de la NASA. Podría alcanzar el Mach 1.4 con su solo motor y simular las características de un mayor avión supersónico, de unas 100 0 120 plazas que provoca un boom sónico de unos 75PLdB, suficiente para permitir el vuelo sobre el terreno. Las pruebas de vuelo se planean para el 2020.


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