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Boeing X-51 Waverider

El Boeing X-51 Waverider es un avión experimental scramjet de investigación no tripulado para vuelos hipersónicos a Mach 5 (3.300 mph; 5.300 km/h) y una altitud de 70.000 pies (21.000 m). El avión fue designado X-51 en 2005. Completó su primer vuelo hipersónico motorizado el 26 de mayo de 2010. Después de dos vuelos de prueba fallidos, el X-51 completó un vuelo de más de seis minutos y alcanzó velocidades superiores a Mach 5 durante 210 segundos en 1 de mayo de 2013 para el vuelo hipersónico propulsado de mayor duración.

Waverider se refiere en general a aviones que aprovechan la sustentación por compresión producida por sus propias ondas de choque . El programa X-51 fue un esfuerzo cooperativo de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos , DARPA , NASA , Boeing y Pratt & Whitney Rocketdyne . El programa fue administrado por la Dirección de Sistemas Aeroespaciales dentro del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de EE. UU. (AFRL). [2] [3]

Diseño y desarrollo

En la década de 1990, el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL) inició el programa HyTECH para la propulsión hipersónica . Pratt & Whitney recibió un contrato de la AFRL para desarrollar un motor scramjet alimentado con hidrocarburos que condujo al desarrollo del motor SJX61. El motor SJX61 estaba pensado originalmente para el X-43C de la NASA , que finalmente fue cancelado. El motor se aplicó al programa de demostración de motores Scramjet de la AFRL a finales de 2003. [4] El vehículo de prueba de vuelo scramjet fue designado X-51 el 27 de septiembre de 2005. [5]

X-51A bajo el ala de un B-52 en la Base de la Fuerza Aérea Edwards , julio de 2009

En las demostraciones de vuelo, el X-51 es transportado por un B-52 a una altitud de aproximadamente 50.000 pies (15 km; 9,5 millas) y luego liberado sobre el Océano Pacífico. [6] El X-51 es propulsado inicialmente por un cohete propulsor sólido ATACMS MGM-140 a aproximadamente Mach 4,5 (3.000 mph; 4.800 km/h). Luego se desecha el propulsor y el scramjet Pratt & Whitney Rocketdyne SJY61 del vehículo lo acelera a una velocidad máxima de vuelo cercana a Mach 6 (4.000 mph; 6.400 km/h). [7] [8] El X-51 utiliza combustible JP-7 para el scramjet SJY61, que lleva 270 lb (120 kg) a bordo. [1]

Aplicaciones de la tecnología hipersónica

DARPA alguna vez vio al X-51 como un trampolín hacia Blackswift , [9] un demostrador hipersónico planeado que fue cancelado en octubre de 2008. [10]

En mayo de 2013, la Fuerza Aérea de EE. UU. planeó aplicar la tecnología X-51 al arma de ataque de alta velocidad (HSSW), un misil de tamaño similar al X-51. Se esperaba que el HSSW volara en 2020 y entrara en servicio a mediados de la década de 2020. Debía tener un alcance de 500 a 600 millas náuticas (930 a 1110 km), volar a Mach 5-6 y caber en un F-35 o en la bahía interna de un bombardero B-2 . [11]

Pruebas

El motor SJX61-2 completa con éxito las pruebas en tierra que simulan condiciones de vuelo Mach 5.

Pruebas en tierra y sin energía

Las pruebas en tierra del X-51A comenzaron a finales de 2005. [ cita necesaria ] Una versión preliminar del X-51, el "Motor de demostración terrestre No. 2", completó las pruebas en el túnel de viento en el Centro de Investigación Langley de la NASA el 27 de julio de 2006. [12] Las pruebas continuaron allí hasta que un vuelo simulado del X-51 a Mach 5 se completó con éxito el 30 de abril de 2007. [13] [14] La prueba tiene como objetivo observar la aceleración entre Mach 4 y Mach 6 y demostrar que el empuje hipersónico " no es sólo suerte". [15] [16] Inicialmente se planearon cuatro vuelos de prueba cautivos para 2009. Sin embargo, el primer vuelo cautivo del X-51A en un B-52 se realizó el 9 de diciembre de 2009, [17] [18] con más vuelos a principios 2010. [19] [20]

Pruebas de vuelo propulsadas

El primer vuelo propulsado del X-51 estaba previsto para el 25 de mayo de 2010, pero la presencia de un buque de carga que viajaba a través de una parte de la Cordillera del Mar de Point Mugu de la Estación Aérea Naval provocó un retraso de 24 horas. [21] El X-51 completó con éxito su primer vuelo motorizado el 26 de mayo de 2010. Alcanzó una velocidad de Mach 5 (3300 mph; 5300 km/h), una altitud de 70.000 pies (21.000 m) y voló durante más de 200 segundos. ; Sin embargo, no cumplió con la duración prevista del vuelo de 300 segundos. [22] [23] La prueba tuvo el tiempo de vuelo hipersónico más largo de 140 segundos mientras estaba bajo su potencia scramjet. [23] El X-43 tuvo el tiempo de vuelo más largo anterior de 12 segundos, [23] [24] [25] mientras establecía un nuevo récord de velocidad de Mach 9,68.

Se planearon tres vuelos de prueba más que utilizaron la misma trayectoria de vuelo . [25] Boeing propuso al Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL) que se añadieran dos vuelos de prueba para aumentar el total a seis, con vuelos que se llevarían a cabo en intervalos de cuatro a seis semanas, siempre que no hubiera fallas. [26]

El segundo vuelo de prueba estaba inicialmente programado para el 24 de marzo de 2011, [27] pero no se llevó a cabo debido a las condiciones desfavorables de la prueba. [28] El vuelo tuvo lugar el 13 de junio de 2011. Sin embargo, el vuelo sobre el Océano Pacífico terminó temprano debido a un evento de entrada sin inicio después de haber sido impulsado a una velocidad de Mach 5. Se estaban investigando los datos de vuelo de la prueba. [29] Un B-52 lanzó el X-51 a una altitud aproximada de 50.000 pies (15.000 m). El motor scramjet del X-51 se encendió con etileno , pero no realizó la transición adecuada al funcionamiento con combustible JP-7. [30]

El tercer vuelo de prueba tuvo lugar el 14 de agosto de 2012. [31] El X-51 debía realizar un vuelo experimental de 300 segundos (5 minutos) a velocidades de Mach 5 (3300 mph; 5300 km/h). [32] Después de separarse de su cohete propulsor, la nave perdió el control y se estrelló en el Pacífico. [33] El Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL) determinó que el problema era que la aleta aerodinámica superior derecha del X-51 se desbloqueó durante el vuelo y se volvió incontrolable; las cuatro aletas son necesarias para el control aerodinámico. El avión perdió el control antes de que el motor scramjet pudiera encenderse. [34] [35]

El 1 de mayo de 2013, el X-51 realizó su primera prueba de vuelo con éxito total en su cuarto vuelo de prueba. El X-51 y el propulsor se separaron de un B-52H y fueron propulsados ​​a Mach 4,8 (3200 mph; 5100 km/h) por el cohete propulsor. Luego se separó limpiamente del propulsor y encendió su propio motor. Luego, el avión de prueba aceleró a Mach 5,1 (3400 mph; 5400 km/h) y voló durante 210 segundos hasta quedarse sin combustible y hundirse en el Océano Pacífico frente a Point Mugu durante más de seis minutos de tiempo total de vuelo; Esta prueba fue el vuelo hipersónico con respiración de aire más largo . Los investigadores recopilaron datos de telemetría durante 370 segundos de vuelo. La prueba significó la finalización del programa. [36] [37] [38] El Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea cree que el vuelo exitoso servirá como investigación para aplicaciones prácticas del vuelo hipersónico, como una primera etapa de misil, reconocimiento, transporte y respiración de aire para un sistema espacial. [39]

Especificaciones

Datos de Boeing, [40] Fuerza Aérea [1]

Actuación

Ver también

Referencias

  1. ^ abc "Fichas técnicas: X-51A Waverider". Fuerza Aérea de EE.UU. Consultado el 6 de abril de 2015 .
  2. ^ "La revisión del diseño y la prueba del motor exitosas acercan al Boeing X-51A al vuelo". Boeing. 1 de junio de 2007. Archivado desde el original el 11 de junio de 2008.
  3. ^ "Toma forma la nueva Dirección de Sistemas Aeroespaciales de AFRL". Fuerza Aérea de los Estados Unidos. 27 de junio de 2012. Archivado desde el original el 9 de marzo de 2013.
  4. ^ Warwick, Graham. "X-51A demostrará el primer scramjet práctico" Archivado el 8 de febrero de 2010 en Wayback Machine . Vuelo internacional , 20 de julio de 2007.
  5. ^ "Informe mensual de logros de la Dirección de Propulsión" (PDF) . Fuerza Aérea de EE. UU. Septiembre de 2005. Archivado desde el original (PDF) el 12 de diciembre de 2006.
  6. ^ "WaveRider realiza su primer vuelo". Tiempos de la Fuerza Aérea. 21 de diciembre de 2009. Archivado desde el original el 1 de enero de 2013 . Consultado el 22 de diciembre de 2009 .
  7. ^ "La revisión exitosa del diseño y la prueba del motor acercan al Boeing X-51A al vuelo" Archivado el 11 de junio de 2008 en Wayback Machine . Boeing, 1 de junio de 2007. Consultado el 28 de julio de 2008.
  8. ↑ «Vuelo X-51A Waverider previsto para el 25 de mayo» Archivado el 20 de octubre de 2012 en Wayback Machine . Fuerza Aérea de EE. UU., 20 de mayo de 2010. Consultado el 20 de mayo de 2010.
  9. ^ Berger, Brian. "La NASA ayuda a la Fuerza Aérea de EE. UU. a prepararse para los vuelos X-51 de 2009" Archivado el 5 de junio de 2009 en Wayback Machine . Space.com, 8 de septiembre de 2008.
  10. ^ Trimble, Stephen. «DARPA cancela el banco de pruebas hipersónico Blackswift» Archivado el 20 de mayo de 2011 en Wayback Machine . Vuelo Global, 13 de octubre de 2008.
  11. ^ Norris, Guy (20 de mayo de 2013). "Arma de ataque de alta velocidad para construir en el vuelo X-51". Semana de la aviación y tecnología espacial .
  12. ^ "Completa la prueba Mach 5 del sistema de propulsión hipersónica". Espacio diario . Consultado el 28 de julio de 2008 .
  13. ^ "El revolucionario motor Scramjet de Pratt & Whitney Rocketdyne impulsa con éxito el primer vuelo simulado del X-51A" Archivado el 19 de marzo de 2012 en Wayback Machine . Pratt y Whitney Rocketdyne, 30 de abril de 2007.
  14. ^ "Boletín inaugural del Comité del Programa AIAA HyTASP" Archivado el 26 de julio de 2011 en Wayback Machine . AIAA, abril de 2008.
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  18. ^ "X-51A WaveRider obtiene su primer viaje a bordo del B-52". Viaje espacial. 18 de diciembre de 2009.
  19. ↑ «X-51 preparándose para el primer vuelo» Archivado el 8 de marzo de 2010 en Wayback Machine . Noticias de la USAF Edwards AFB, 4 de marzo de 2010.
  20. ↑ «Vuelo X-51A previsto para el 25 de mayo» Archivado el 25 de mayo de 2010 en Wayback Machine . Fuerza Aérea de EE. UU., 20 de mayo de 2010.
  21. ^ "El tráfico marítimo retrasa el lanzamiento del X-51A". Fuerza Aérea de los Estados Unidos. 26 de mayo de 2010. Archivado desde el original el 8 de junio de 2010.
  22. ^ Warwick, Graham (26 de mayo de 2010). "El primer vuelo hipersónico del X-51A se considera un éxito". Semana de la Aviación .[ enlace muerto ]
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  26. ^ Trimble, Stephen (31 de marzo de 2009). "El vuelo X-51A puede conducir a la versión B". Vuelo Internacional : 9.
  27. ^ Hennigan, WJ, "Se programa una nueva prueba para naves hipersónicas", Los Angeles Times , 24 de marzo de 2011, p. B2.
  28. ^ Croft, John. "La Fuerza Aérea lanza misión, opta por no lanzar el X-51A" Archivado el 26 de marzo de 2011 en Wayback Machine . Vuelo internacional , 25 de marzo de 2011.
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  35. ^ "La falla del Boeing X-51 en agosto probablemente se debe a la resonancia de las aletas" Archivado el 14 de octubre de 2016 en Wayback Machine . Flightglobal.com, 25 de octubre de 2012.
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  37. ↑ «El programa Hypersonic X-51 termina con éxito» Archivado el 11 de octubre de 2016 en Wayback Machine . Vuelo internacional, 3 de mayo de 2013.
  38. ^ "X-51A Waverider logra objetivo hipersónico en vuelo final" Archivado el 12 de abril de 2016 en Wayback Machine . Semana de la aviación, 2 de mayo de 2013.
  39. ^ "Arma de ataque de alta velocidad para construir en el vuelo X-51" Archivado el 4 de enero de 2014 en Wayback Machine . Semana de la aviación, 20 de mayo de 2013.
  40. ↑ "Antecedentes del X-51A Waverider" Archivado el 6 de septiembre de 2012 en Wayback Machine . Boeing, septiembre de 2012.

enlaces externos

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