Un estatorreactor es un tipo de motor a reacción que respira aire y que requiere un movimiento hacia adelante del motor para proporcionar aire para la combustión. Los estatorreactores funcionan de manera más eficiente a velocidades supersónicas de alrededor de Mach 3 (2300 mph; 3700 km/h) y pueden operar hasta Mach 6 (4600 mph; 7400 km/h).
Los estatorreactores pueden ser particularmente apropiados en aplicaciones que requieren un mecanismo compacto para alta velocidad, como los misiles . Los diseñadores de armas están investigando la tecnología de estatorreactores para su uso en proyectiles de artillería para aumentar el alcance; se cree que un proyectil de mortero asistido por estatorreactor de 120 mm puede viajar 35 km (22 mi). [1] Se han utilizado, aunque no de manera eficiente, como propulsores de punta en los extremos de los rotores de helicópteros . [2]
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L'Autre Monde: ou les États et Empires de la Lune ( Historia cómica de los estados e imperios de la Luna ) (1657) fue la primera de tres novelas satíricas escritas por Cyrano de Bergerac que se consideran entre las primeras historias de ciencia ficción . Arthur C. Clarke atribuyó a este libro la concepción del estatorreactor [3] y el primer ejemplo ficticio de vuelo espacial propulsado por cohetes.
El estatorreactor fue diseñado en 1913 por el inventor francés René Lorin , a quien se le concedió una patente (FR290356) para su dispositivo. No pudo probar su invento debido a la falta de disponibilidad de equipo adecuado, ya que no había forma en ese momento de que un avión fuera lo suficientemente rápido para que un estatorreactor funcionara correctamente. [4] Su patente mostraba un motor de combustión interna de pistón con "trompetas" añadidas como toberas de escape, expresando la idea de que el escape de los motores de combustión interna podría dirigirse a las toberas para crear propulsión a chorro. [5] [6] [7]
Los trabajos de René Leduc fueron notables. El modelo de Leduc, el Leduc 0.10, fue uno de los primeros aviones propulsados por estatorreactores que volaron en 1949.
El Nord 1500 Griffon alcanzó Mach 2,19 (745 m/s; 2.680 km/h) en 1958.
En 1915, el inventor húngaro Albert Fonó ideó una solución para aumentar el alcance de la artillería , que comprendía un proyectil lanzado desde un cañón unido a una unidad de propulsión estatorreactor, lo que proporcionaba un largo alcance desde velocidades iniciales relativamente bajas, lo que permitía disparar proyectiles pesados desde cañones relativamente ligeros. Fonó presentó su invento al Ejército austrohúngaro , pero la propuesta fue rechazada. [8] Después de la Primera Guerra Mundial, Fonó volvió al tema. En mayo de 1928 describió un "motor a reacción" que describió como adecuado para aviones supersónicos de gran altitud, en una solicitud de patente alemana. En una solicitud de patente adicional, adaptó el motor para la velocidad subsónica. La patente se concedió en 1932 (Patente alemana n.º 554.906, 2 de noviembre de 1932). [9]
En la Unión Soviética, Boris Stechkin presentó en 1928 una teoría de los motores estatorreactores supersónicos . Yuri Pobedonostsev, jefe de la 3.ª Brigada del GIRD , llevó a cabo la investigación. El primer motor, el GIRD-04, fue diseñado por IA Merkulov y probado en abril de 1933. Para simular el vuelo supersónico, se alimentaba con aire comprimido a 200 bares y se alimentaba con hidrógeno. El estatorreactor GIRD-08 alimentado con fósforo se probó disparándolo desde un cañón de artillería. Estos proyectiles pueden haber sido los primeros proyectiles propulsados por chorro que superaron la velocidad del sonido .
En 1939, Merkulov realizó más pruebas con estatorreactores utilizando un cohete de dos etapas , el R-3. Desarrolló el primer motor estatorreactor para su uso como motor auxiliar de un avión, el DM-1. El primer vuelo de un avión propulsado por estatorreactor del mundo tuvo lugar en diciembre de 1940, utilizando dos motores DM-2 en un Polikarpov I-15 modificado . Merkulov diseñó un caza estatorreactor "Samolet D" en 1941, que nunca se completó. Dos de sus motores DM-4 se instalaron en el caza Yak-7 PVRD durante la Segunda Guerra Mundial. En 1940, se diseñó el avión experimental Kostikov-302, propulsado por un cohete de combustible líquido para el despegue y motores estatorreactores para el vuelo. Ese proyecto fue cancelado en 1944.
En 1947, Mstislav Keldysh propuso un bombardero antípoda de largo alcance , similar al bombardero Sänger-Bredt , pero propulsado por estatorreactor en lugar de cohete. En 1954, NPO Lavochkin y el Instituto Keldysh comenzaron el desarrollo de un misil de crucero propulsado por estatorreactor con velocidad de Mach 3, Burya . Este proyecto compitió con el misil balístico intercontinental R-7 desarrollado por Sergei Korolev , pero fue cancelado en 1957.
Durante la Segunda Guerra Mundial, se diseñaron, construyeron y probaron en tierra varios estatorreactores en las instalaciones de la Kawasaki Aircraft Company en Gifu. Los directivos de la compañía afirmaron, en diciembre de 1945, que estas iniciativas nacionales no se vieron influidas por los desarrollos alemanes paralelos. Una evaluación de la inteligencia estadounidense posterior a la guerra describió el dispersor centrífugo de combustible del estatorreactor Kawasaki como el "logro más destacado de la compañía... eliminando una gran cantidad del sistema de inyección de combustible normalmente empleado". [10] Debido a la vibración excesiva, el motor solo estaba destinado a usarse en cohetes o aviones sin piloto lanzados por catapulta. Los preparativos para las pruebas de vuelo terminaron con la rendición japonesa en agosto de 1945.
En 1936, Hellmuth Walter construyó un motor de prueba propulsado por gas natural . El trabajo teórico se llevó a cabo en BMW , Junkers y DFL . En 1941, Eugen Sänger de DFL propuso un motor estatorreactor con una alta temperatura en la cámara de combustión. Construyó grandes tubos de estatorreactor con 500 milímetros (20 pulgadas) y 1.000 milímetros (39 pulgadas) de diámetro y llevó a cabo pruebas de combustión en camiones y en un banco de pruebas especial en un Dornier Do 17 Z a velocidades de vuelo de hasta 200 metros por segundo (720 km/h). Más tarde, cuando la gasolina empezó a escasear en Alemania, se llevaron a cabo pruebas con bloques de polvo de carbón prensado como combustible (véase, por ejemplo, Lippisch P.13a ), que no tuvieron éxito debido a la combustión lenta. [11]
Stovepipe (volador/flameante/supersónico) fue un nombre popular para el estatorreactor durante la década de 1950 en revistas especializadas como Aviation Week & Space Technology [12] y otras publicaciones como The Cornell Engineer. [13] La simplicidad implícita en el nombre surgió de una comparación con el motor turborreactor que emplea turbomáquinas giratorias relativamente complejas y costosas.
La Armada estadounidense desarrolló una serie de misiles aire-aire bajo el nombre de « Gorgon » utilizando diferentes mecanismos de propulsión, incluyendo la propulsión por estatorreactor en el Gorgon IV. Los estatorreactores Gorgon IV, fabricados por Glenn Martin , fueron probados en 1948 y 1949 en la Estación Aérea Naval de Point Mugu . El estatorreactor fue diseñado en la Universidad del Sur de California y fabricado por la Marquardt Aircraft Company . El motor tenía 2,1 metros (7 pies) de largo y 510 milímetros (20 pulgadas) de diámetro y estaba situado debajo del misil.
A principios de los años 50, Estados Unidos desarrolló un estatorreactor con una velocidad de Mach 4+ en el marco del programa Lockheed X-7 , que se convirtió en el Lockheed AQM-60 Kingfisher . Un desarrollo posterior dio lugar al dron espía Lockheed D-21 .
A finales de la década de 1950, la Armada estadounidense introdujo un sistema llamado RIM-8 Talos , que era un misil tierra-aire de largo alcance disparado desde barcos. Derribó con éxito cazas enemigos durante la Guerra de Vietnam y fue el primer misil lanzado desde un barco en destruir un avión enemigo en combate. El 23 de mayo de 1968, un Talos disparado desde el USS Long Beach derribó un MiG vietnamita a una distancia de unos 105 kilómetros (65 millas). También se utilizó como arma tierra-tierra y se modificó para destruir radares terrestres. [14]
A finales de los años 50 y principios de los 60, Estados Unidos fabricó un sistema de defensa de gran alcance llamado CIM-10 Bomarc , que estaba equipado con cientos de misiles estatorreactores con armamento nuclear y un alcance de varios cientos de millas. Estaba propulsado por los mismos motores que el AQM-60, pero con materiales mejorados para soportar tiempos de vuelo más prolongados. El sistema fue retirado en los años 70, cuando la amenaza de los bombarderos disminuyó.
En abril de 2020, el Departamento de Defensa de los Estados Unidos y el Ministerio de Defensa de Noruega anunciaron conjuntamente su asociación para desarrollar tecnologías avanzadas aplicables a armas hipersónicas y de alta velocidad de largo alcance. El programa THOR-ER (Tactical High-speed Offensive Ramjet for Extended Range) completó una prueba de vehículo estatorreactor de combustible sólido (SFRJ) en agosto de 2022. [15]
En 2023, General Electric presentó un estatorreactor con combustión por detonación rotatoria. Se trata de un motor de ciclo combinado basado en turbina que incorpora un [16]
A finales de la década de 1950, 1960 y principios de la de 1970, el Reino Unido desarrolló varios misiles estatorreactores.
El proyecto Blue Envoy debía dotar al país de un sistema de defensa aérea propulsado por estatorreactores de largo alcance contra los bombarderos, pero el sistema fue cancelado y reemplazado por un sistema de misiles estatorreactores de menor alcance llamado Bloodhound . El sistema fue diseñado como una segunda línea de defensa en caso de que los atacantes pudieran eludir la flota de cazas ingleses Electric Lightning que los defendían .
En la década de 1960, la Marina Real desarrolló y desplegó un misil tierra-aire propulsado por estatorreactor para buques llamado Sea Dart . Tenía un alcance de 65 a 130 kilómetros (40 a 80 millas) y una velocidad de Mach 3. Se utilizó con éxito en combate contra varios tipos de aeronaves durante la Guerra de las Malvinas .
El eminente astrofísico suizo Fritz Zwicky fue director de investigación en Aerojet y posee numerosas patentes en propulsión a chorro. Las patentes US 5121670 y US 4722261 son para aceleradores de ariete . La Marina de los EE. UU. no permitió a Zwicky hablar públicamente de su invento, la US 2461797 es para el chorro submarino, un chorro de ariete que funciona en un medio fluido. La revista Time informó sobre el trabajo de Zwicky. [17] [18]
La primera parte de un estatorreactor es su difusor (compresor), en el que se utiliza el movimiento hacia delante del estatorreactor para aumentar la presión de su fluido de trabajo (aire) según sea necesario para la combustión. El aire se comprime, se calienta por combustión y se expande en un ciclo termodinámico conocido como ciclo Brayton , antes de pasar a través de una boquilla para acelerarlo a velocidades supersónicas y generar empuje hacia delante .
Los estatorreactores son mucho menos complejos que los turborreactores o los turbofán , ya que solo requieren una entrada de aire, una cámara de combustión y una tobera [19] para su construcción. Además, los estatorreactores tienen pocas o ninguna pieza móvil: los estatorreactores de combustible líquido solo tienen una bomba de combustible, mientras que los estatorreactores de combustible sólido ni siquiera la tienen.
En comparación, un turborreactor utiliza un compresor accionado por una turbina , que genera su propio aire comprimido (es decir, aire de impacto en un estatorreactor) para generar empuje.
El difusor convierte la alta velocidad del aire que se acerca a la entrada en una alta presión (estática) necesaria para la combustión. Las altas presiones de combustión minimizan el aumento de entropía durante la adición de calor, [20] lo que minimiza el desperdicio de energía térmica en los gases de escape [21].
Los estatorreactores subsónicos y supersónicos de baja potencia utilizan una abertura de tipo Pitot para la entrada. A esto le sigue un paso interno ensanchado (difusor subsónico) para lograr una velocidad subsónica más baja que es la requerida en la cámara de combustión. A velocidades supersónicas bajas, se forma una onda de choque normal (planar) frente a la entrada.
Para velocidades supersónicas más altas, la pérdida de presión a través de la onda de choque se vuelve prohibitiva y se utiliza una punta o cono saliente para producir ondas de choque oblicuas frente a un choque normal final que se produce en el borde de entrada de la entrada. El difusor en este caso consta de dos partes: el difusor supersónico, con ondas de choque externas a la entrada, seguido del difusor subsónico interno.
A velocidades aún mayores, parte de la difusión supersónica debe producirse internamente, lo que requiere ondas de choque oblicuas internas y externas. El choque normal final debe producirse en las proximidades de una zona de flujo mínimo conocida como garganta, a la que sigue el difusor subsónico.
Al igual que en otros motores a reacción, la cámara de combustión eleva la temperatura del aire quemando combustible. Esto se produce con una pequeña pérdida de presión. La velocidad del aire que entra en la cámara de combustión debe ser lo suficientemente baja como para que pueda producirse una combustión continua en zonas protegidas proporcionadas por los quemadores .
Una cámara de combustión de estatorreactor puede funcionar de forma segura en proporciones estequiométricas de combustible:aire. Esto implica una temperatura de estancamiento de salida de la cámara de combustión del orden de 2400 K (2130 °C; 3860 °F) para el queroseno . Normalmente, la cámara de combustión debe ser capaz de funcionar en una amplia gama de ajustes del acelerador, que coincidan con las velocidades y altitudes de vuelo. Por lo general, una región piloto protegida permite que la combustión continúe cuando la admisión del vehículo experimenta un gran cabeceo/guiñada durante los virajes. Otras técnicas de estabilización de la llama utilizan soportes de llama, que varían en diseño desde latas de cámara de combustión hasta placas planas, para proteger la llama y mejorar la mezcla de combustible. El exceso de combustible en la cámara de combustión puede hacer que el choque final (normal) en el difusor se empuje hacia adelante más allá del borde de admisión, lo que resulta en una caída sustancial del flujo de aire y el empuje.
La boquilla propulsora es una parte fundamental del diseño de un estatorreactor, ya que acelera el flujo de escape para producir empuje.
Los estatorreactores subsónicos aceleran el flujo de escape con una tobera . El vuelo supersónico normalmente requiere una tobera convergente-divergente .
Aunque los estatorreactores han llegado a funcionar a velocidades de hasta 45 metros por segundo (160 km/h; 100 mph), [22] por debajo de aproximadamente Mach 0,5 (170 m/s; 610 km/h; 380 mph) dan poco empuje y son altamente ineficientes debido a sus bajas relaciones de presión.
Por encima de esta velocidad, si se alcanza una velocidad inicial de vuelo suficiente, un estatorreactor es autosuficiente. A menos que la resistencia del vehículo sea extremadamente alta, la combinación de motor y fuselaje tiende a acelerar a velocidades de vuelo cada vez más altas, lo que aumenta sustancialmente la temperatura de admisión de aire. Como esto podría dañar la integridad del motor o del fuselaje, el sistema de control de combustible debe reducir el flujo de combustible para estabilizar la velocidad y, por lo tanto, la temperatura de admisión de aire.
Debido a la temperatura de combustión estequiométrica, la eficiencia suele ser buena a altas velocidades (alrededor de Mach 2 – Mach 3, 680–1.000 m/s, 2.500–3.700 km/h, 1.500–2.300 mph), mientras que a bajas velocidades la presión relativamente baja significa que los estatorreactores son superados por los turborreactores y los cohetes .
Los estatorreactores se pueden clasificar según el tipo de combustible, ya sea líquido o sólido; y el propulsor. [23]
En un estatorreactor de combustible líquido (LFRJ), el combustible de hidrocarburos (normalmente) se inyecta en la cámara de combustión por delante de un quemador. El quemador estabiliza la llama con el aire comprimido procedente de la(s) entrada(s). Se requiere un medio para presurizar y suministrar el combustible a la cámara de combustión, lo que puede resultar complicado y costoso. Este sistema de propulsión fue perfeccionado por primera vez por Yvonne Brill durante su trabajo en Marquardt Corporation . [24]
Aérospatiale-Celerg diseñó un LFRJ en el que el combustible se introduce a presión en los inyectores mediante una vejiga de elastómero que se infla progresivamente a lo largo del tanque de combustible. Inicialmente, la vejiga forma una funda ajustada alrededor de la botella de aire comprimido desde la que se infla, que está montada longitudinalmente en el tanque. [25] Esto ofrece un enfoque de menor costo que un LFRJ regulado que requiere un sistema de bomba para suministrar el combustible. [26]
Un estatorreactor no genera empuje estático y necesita un propulsor para alcanzar una velocidad de avance lo suficientemente alta para el funcionamiento eficiente del sistema de admisión. Los primeros misiles propulsados por estatorreactor usaban propulsores externos, normalmente cohetes de combustible sólido, ya sea en tándem, donde el propulsor se monta inmediatamente detrás del estatorreactor, p. ej. Sea Dart , o envolventes, donde se colocan múltiples propulsores alrededor del exterior del estatorreactor, p. ej. 2K11 Krug . La elección de la disposición de los propulsores suele estar determinada por el tamaño de la plataforma de lanzamiento. Un propulsor en tándem aumenta la longitud del sistema, mientras que los propulsores envolventes aumentan el diámetro. Los propulsores envolventes suelen generar una mayor resistencia que una disposición en tándem.
Los propulsores integrados proporcionan una opción de empaquetado más eficiente, ya que el propulsor del propulsor se moldea dentro de la cámara de combustión que de otro modo estaría vacía. Este enfoque se ha utilizado en estatorreactores de combustible sólido (SFRJ), por ejemplo, 2K12 Kub , líquido, por ejemplo, ASMP , y cohetes entubados, por ejemplo , diseños Meteor . Los diseños integrados son complicados por los diferentes requisitos de boquilla de las fases de vuelo del propulsor y del estatorreactor. Debido a los niveles de empuje más altos del propulsor, se requiere una boquilla de forma diferente para un empuje óptimo en comparación con el requerido para el sustentador del estatorreactor de menor empuje. Esto generalmente se logra a través de una boquilla separada, que se expulsa después de que se queme el propulsor. Sin embargo, diseños como Meteor cuentan con propulsores sin boquilla. Esto ofrece las ventajas de la eliminación del peligro de lanzar aeronaves desde los restos del propulsor, simplicidad, confiabilidad y masa y costo reducidos, [27] aunque esto debe sopesarse contra la reducción en el rendimiento de una boquilla de propulsor dedicada.
Una ligera variación del estatorreactor utiliza el escape supersónico del proceso de combustión de un cohete para comprimir y reaccionar con el aire entrante en la cámara de combustión principal. Esto tiene la ventaja de proporcionar empuje incluso a velocidad cero.
En un estatorreactor de cohete integrado con combustible sólido (SFIRR), el combustible sólido se inyecta a lo largo de la pared exterior del estatorreactor. En este caso, la inyección de combustible se realiza mediante la ablación del propulsor por el aire comprimido caliente de la(s) entrada(s). Se puede utilizar un mezclador trasero para mejorar la eficiencia de la combustión . Los estatorreactores SFIRR se prefieren a los LFRJ para algunas aplicaciones debido a la simplicidad del suministro de combustible, pero solo cuando los requisitos de estrangulamiento son mínimos, es decir, cuando las variaciones de altitud o velocidad son limitadas.
En un cohete canalizado, un generador de gas de combustible sólido produce un gas caliente rico en combustible que se quema en el ramcombustor con el aire comprimido suministrado por la(s) entrada(s). El flujo de gas mejora la mezcla del combustible y el aire y aumenta la recuperación de presión total. En un cohete canalizado regulable, también conocido como cohete canalizado de flujo variable, una válvula permite regular el escape del generador de gas, lo que permite controlar el empuje. A diferencia de un LFRJ, los estatorreactores de combustible sólido no pueden apagarse . El cohete canalizado se encuentra en algún punto entre la simplicidad del SFRJ y el control de velocidad ilimitado del LFRJ.
Los estatorreactores generalmente dan poco o ningún empuje por debajo de aproximadamente la mitad de la velocidad del sonido , y son ineficientes ( impulso específico de menos de 600 segundos) hasta que la velocidad del aire excede los 1.000 kilómetros por hora (280 m/s; 620 mph) debido a las bajas relaciones de compresión.
Incluso por encima de la velocidad mínima, una amplia envolvente de vuelo (rango de condiciones de vuelo), como velocidades bajas a altas y altitudes bajas a altas, puede obligar a realizar importantes concesiones en el diseño, y tienden a funcionar mejor optimizados para una velocidad y altitud diseñadas (diseños puntuales). Sin embargo, los estatorreactores generalmente superan a los diseños de motores a reacción basados en turbinas de gas y funcionan mejor a velocidades supersónicas (Mach 2-4). [28] Aunque son ineficientes a velocidades más bajas, son más eficientes en cuanto a consumo de combustible que los cohetes en todo su rango de trabajo útil hasta al menos Mach 6 (2000 m/s; 7400 km/h).
El rendimiento de los estatorreactores convencionales disminuye por encima de Mach 6 debido a la disociación y la pérdida de presión causadas por el choque a medida que el aire entrante se desacelera a velocidades subsónicas para la combustión. Además, la temperatura de entrada a la cámara de combustión aumenta a valores muy altos, acercándose al límite de disociación en un número de Mach limitante.
Los difusores estatorreactores reducen la velocidad del aire entrante a una velocidad subsónica antes de que entre en la cámara de combustión. Los estatorreactores son similares a los estatorreactores, pero el aire fluye a través de la cámara de combustión a velocidad supersónica. Esto aumenta la presión recuperada del aire que fluye y mejora el empuje neto. La obstrucción térmica del escape se evita al tener una velocidad de aire supersónica relativamente alta en la entrada de la cámara de combustión. La inyección de combustible se realiza a menudo en una región protegida debajo de un escalón en la pared de la cámara de combustión. El Boeing X-43 era un pequeño estatorreactor experimental [29] que alcanzó Mach 5 (1700 m/s; 6100 km/h) durante 200 segundos en el X-51A Waverider . [30]
Una variante del estatorreactor es el motor de "ciclo combinado", pensado para superar las limitaciones del estatorreactor. Un ejemplo de ello es el motor SABRE , que utiliza un preenfriador, detrás del cual se encuentra el estatorreactor y la maquinaria de la turbina.
El motor ATREX desarrollado en Japón es una implementación experimental de este concepto. Utiliza combustible de hidrógeno líquido en una disposición de un solo ventilador. El combustible líquido se bombea a través de un intercambiador de calor en la entrada de aire, calentando simultáneamente el combustible y enfriando el aire entrante. Este enfriamiento es fundamental para un funcionamiento eficiente. Luego, el hidrógeno continúa a través de una segunda posición del intercambiador de calor después de la sección de combustión, donde el escape caliente se utiliza para calentar aún más el hidrógeno, convirtiéndolo en un gas de alta presión. Luego, este gas pasa a través de las puntas del ventilador para proporcionar energía motriz al ventilador a velocidades subsónicas. Después de mezclarse con el aire, se quema en la cámara de combustión.
El Reaction Engines Scimitar fue propuesto para el avión de pasajeros hipersónico LAPCAT , y el Reaction Engines SABRE para el avión espacial Reaction Engines Skylon .
Durante la Guerra Fría , Estados Unidos diseñó y probó en tierra un estatorreactor de propulsión nuclear llamado Proyecto Plutón . Este sistema, destinado a ser utilizado en un misil de crucero , no utilizaba combustión; un reactor nuclear de alta temperatura y sin blindaje calentaba el aire. Se predijo que el estatorreactor podría volar a velocidades supersónicas durante meses. Debido a que el reactor no estaba blindado, era peligroso para cualquiera que estuviera dentro o alrededor de la trayectoria de vuelo del vehículo (aunque su escape no era radiactivo). El proyecto finalmente se canceló porque los misiles balísticos intercontinentales parecían cumplir mejor su propósito. [33]
Este tipo de motor podría utilizarse para la exploración de atmósferas planetarias como la de Júpiter. [34]
El 1 de marzo de 2018, el presidente Vladimir Putin anunció un misil de crucero estatorreactor de propulsión nuclear capaz de realizar vuelos de largo alcance. Fue designado 9M730 "Burevestnik" (Petrel) y tiene el nombre de informe de la OTAN SSC-X-9 "Skyfall". [35] El 9 de agosto de 2019, se registró una explosión y liberación de material radiactivo en el Campo de Pruebas de la Armada Central Estatal . Se estaban realizando esfuerzos de recuperación para levantar un artículo de prueba que había caído en el Mar Blanco durante las pruebas en 2018 cuando la fuente de energía nuclear del misil detonó y mató a 5 investigadores . [36]
La atmósfera superior, por encima de los 100 kilómetros (62 millas), contiene oxígeno monoatómico producido por el Sol mediante fotoquímica. La NASA creó un concepto para recombinar este gas (delgado) en moléculas diatómicas a velocidades orbitales para impulsar un estatorreactor. [37]
Un motor turborreactor o de derivación con postcombustión puede describirse como una transición del modo turbo al modo estatorreactor si puede alcanzar una velocidad de vuelo en la que la relación de presión del motor (epr) haya caído a uno. El turborreactor de postcombustión actúa entonces como un estatorreactor. [38] La presión del ariete de admisión está presente en la entrada del postquemador, pero ya no aumenta con un aumento de presión de la turbomaquinaria. Un aumento adicional de la velocidad introduce una pérdida de presión debido a la presencia de la turbomaquinaria a medida que la epr cae por debajo de uno.
Un ejemplo notable fue el sistema de propulsión del Lockheed SR-71 Blackbird con un epr=0,9 a Mach 3,2. [39] El empuje necesario, el flujo de aire y la temperatura de escape para alcanzar esta velocidad provenían de un método estándar para aumentar el flujo de aire a través de un compresor que funcionaba a bajas velocidades corregidas, el purgado del compresor y la capacidad de aumentar la temperatura de postcombustión como resultado de enfriar el conducto y la boquilla utilizando el aire extraído del compresor en lugar del habitual gas de escape de la turbina, mucho más caliente. [40]
