LAPCAT (Conceptos y tecnologías de propulsión avanzada a largo plazo) fue un estudio europeo del FP6 de 36 meses de duración para examinar formas de producir motores para un avión de vuelo hipersónico con número Mach 4-8 . El proyecto finalizó en abril de 2008. [1] Fue financiado por el fondo de investigación y desarrollo de la Comisión Europea (en lugar de la ESA ) y costó 7 millones de euros. [2] [3]
LAPCAT II , un proyecto de seguimiento de cuatro años y 10 millones de euros, comenzó en octubre de 2008. [1] [4] El estudio tiene como objetivo perfeccionar algunos de los resultados del primer estudio "que permitirá definir una hoja de ruta de desarrollo detallada". de un vehículo Mach cinco. [5]
Objetivos
Se debían considerar dos tecnologías principales: [6]
ram-compression , que necesita un sistema de propulsión adicional para alcanzar su velocidad mínima de trabajo.
Compresión activa , que tiene una limitación superior del número de Mach pero puede acelerar un vehículo hasta su velocidad de crucero.
Los objetivos clave fueron la definición y evaluación de: [6]
diferentes ciclos de propulsión y conceptos para vuelos de alta velocidad a Mach 4 a 8, como ciclos combinados basados en turbinas y cohetes
tecnologías críticas para:
rendimiento integrado del motor/aeronave
Turbinas e intercambiadores de calor de gran eficiencia.
Experimentos de combustión supersónica y de alta presión.
modelado
Los resultados previstos fueron: [6]
definición de requisitos y condiciones operativas para vuelos de alta velocidad a nivel de sistema
Base de datos experimental dedicada específica a la aerodinámica de alta velocidad para fenómenos de flujo y combustión supersónicos y de alta presión.
establecimiento y validación de modelos físicos respaldados por herramientas de simulación numérica para abordar fenómenos de transición, turbulencia y combustión supersónica y de alta presión.
Estudio de viabilidad de componentes de turbina e intercambiador de calor de rendimiento de peso.
Resultados
Entre los diversos vehículos estudiados, sólo se conservaron dos conceptos novedosos para LAPCAT II: un vehículo Mach cinco y un vehículo Mach ocho. [5]
Vehículo Mach cinco
El concepto LAPCAT A2 en la atmósfera superior.
Un posible avión de transporte supersónico que se está investigando como parte de este proyecto es el A2 de Reaction Engines Limited . [7] Los investigadores están estudiando un avión capaz de volar de Bruselas (Bélgica) a Sydney (Australia) en 2 a 4 horas, [8] reduciendo significativamente los tiempos de viaje en todo el mundo.
Para alcanzar y mantener velocidades tan altas, Reaction Engines Limited necesitaría desarrollar su concepto de motor de nuevo diseño llamado Scimitar , que explota las propiedades termodinámicas del hidrógeno líquido . [9] El motor es teóricamente capaz de impulsar el A2 a un Mach 5 sostenido durante todo el vuelo con una velocidad de escape efectiva de 40.900 m/s o un impulso específico de 4170 s, SFC 0,86 lb/(lbf⋅h). [8]
"Los resultados hasta ahora muestran que el vehículo Mach 5 de Reaction Engines puede evitar problemas tecnológicos posteriores y podría viajar de Bruselas a Sydney", afirma Johan Steelant, coordinador del proyecto LAPCAT de la ESA. [10]
Vehículo Mach ocho
Aunque el vuelo de crucero del vehículo Mach ocho basado en scramjet parece factible, el consumo de combustible durante la aceleración requiere una gran fracción de combustible, lo que afecta gravemente al peso bruto de despegue. Los estudios iniciales de un concepto de eyector de cohete de primera etapa arrojaron un alcance deficiente con una gran masa de despegue. [5] [11]
^ ab Coppinger, Robert 'Rob' (23 de octubre de 2007). "La UE financiará la investigación sobre el transporte civil hipersónico". Vuelo Internacional . Vuelo mundial . Consultado el 3 de julio de 2009 .
^ "LAPCAT apunta a la aviación civil supersónica". Reloj Gizmo . 30 de agosto de 2007. Archivado desde el original el 20 de febrero de 2009 . Consultado el 3 de julio de 2009 .
^ "LAPCAT - Tecnologías y conceptos de propulsión avanzada a largo plazo". Comisión Europea. Archivado desde el original el 5 de agosto de 2009 . Consultado el 3 de julio de 2009 .
^ Butterworth-Hayes, Philip (junio de 2008). "Europa acelera los hipersónicos" (PDF) . América aeroespacial . AIAA. Archivado desde el original ( PDF ) el 7 de marzo de 2010 . Consultado el 3 de julio de 2009 .
^ a b "Descripción general de LAPCAT II". Agencia Espacial Europea. 17 de noviembre de 2009 . Consultado el 21 de septiembre de 2010 .
^ abc "Descripción general: conceptos y tecnologías de propulsión avanzada a largo plazo". Agencia Espacial Europea. 24 de noviembre de 2005. Archivado desde el original el 18 de octubre de 2012 . Consultado el 3 de julio de 2009 .
^ Reaction Engines Limited: desarrolladores de LAPCAT Archivado el 5 de julio de 2009 en Wayback Machine.
^ ab "LAPCAT: conceptos y tecnologías de propulsión avanzada a largo plazo". Motores de reacción limitados. Archivado desde el original el 5 de julio de 2009 . Consultado el 3 de julio de 2009 .
^ "LAPCAT - Motor cimitarra". Motores de reacción limitados. Archivado desde el original el 6 de julio de 2009 . Consultado el 3 de julio de 2009 .
^ Coppinger, Robert 'Rob' (15 de junio de 2006). "El plan de investigación hipersónica de la UE de 7 millones de euros considera que un avión Mach 5 diseñado por el Reino Unido volará de Bruselas a Sydney en 2 horas". Vuelo Internacional . Consultado el 3 de julio de 2009 .
^ Un diseño conceptual de un vehículo Mach 8 tipo dorsal producido por el estudio ( JPEG ) (imagen), ESA, 5 de diciembre de 2008.
Referencias
Steelant, J (agosto de 2006), inicio de LAPCAT ( PDF ) (diapositivas).
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