El Laboratorio Climático McKinley es a la vez un laboratorio activo y un sitio histórico ubicado en el Edificio 440 en la Base de la Fuerza Aérea de Eglin , Florida . El laboratorio forma parte del 96.º Ala de Pruebas . Además de las pruebas de la Fuerza Aérea, puede ser utilizado por otras agencias gubernamentales de EE. UU. y la industria privada. [2]
El 6 de octubre de 1997 se añadió al Registro Nacional de Lugares Históricos de EE. UU . [1] El laboratorio fue nombrado Monumento Histórico Nacional de Ingeniería Mecánica por la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos en 1987. [3] [4]
En 1940, la Fuerza Aérea del Ejército de EE. UU. designó Ladd Field en Fairbanks, Alaska, como instalación de pruebas en climas fríos. Debido a que el clima suficientemente frío no era predecible y, a menudo, de corta duración, Ashley McKinley sugirió que se construyera un hangar refrigerado para aviones . Las instalaciones fueron construidas en Eglin Field . [4]
Las primeras pruebas comenzaron en mayo de 1947. Los aviones que se probaron incluyeron el B-29 Superfortress , el C-82 Packet , el P-47 Thunderbolt , el P-51 Mustang , el P-80 Shooting Star y el helicóptero Sikorsky H-5 D. [4] Más recientemente, ha probado el C-5 Galaxy , [4] el F-117 , [5] el F-22 , [6] el Boeing 787 , [7] y el Airbus A350 XWB . [8]
El 12 de junio de 1971, el hangar se inauguró como Hangar Climático McKinley en honor al Coronel Ashley McKinley , quien sugirió la instalación y sirvió en Eglin durante su construcción. [4]
El Edificio 440 es un hangar refrigerado y aislado. Hay un edificio de oficinas y de instrumentación, una celda de prueba de motores para climas fríos, el sistema de refrigeración, torres de enfriamiento de tiro mecánico y una planta de calentamiento de vapor. [4]
La cámara principal tiene 77 m (252 pies) de ancho, 61 m (201 pies) de profundidad y 21 m (70 pies) de alto en el centro del hangar. Fue construido para albergar aviones del tamaño de un B-29, y su tamaño también se ajustaba al Convair B-36 Peacemaker, de mayor tamaño . En 1968, se añadió una extensión de 60 pies (18 m) por 85 pies (26 m). Ahora tiene un área de trabajo de 55.000 pies cuadrados (5.100 m 2 ). Esto le permite probar aviones del tamaño de un C-5A. En condiciones de calor, puede alcanzar los 74 °C (165 °F). [4] [9]
La sala para todo clima mide 42 pies (13 m) por 22 pies (7 m). Tiene un rango de temperatura de -80 °F (-62 °C) a 170 °F (77 °C). Las precipitaciones pueden alcanzar hasta 15 pulgadas (380 mm) por hora y el viento puede alcanzar hasta 60 nudos (31 m/s). Se puede hacer nieve en la cámara. [4]
La cámara de temperatura y altitud mide 4,1 m (13,5 pies) por 2,9 m (9,5 pies) con una altura de 2,1 m (6,9 pies). Se pueden simular altitudes de hasta 80.000 pies (24 km). El rango de temperatura es de -80 °F (-62 °C) a 140 °F (60 °C). [4]
La celda de prueba de motores se utilizó originalmente para motores de aviones. Medía aproximadamente 130 pies (40 m) por 30 pies (9 m) con una altura de 25 pies (8 m). Ahora se llama Cámara de Prueba de Equipos y se utiliza principalmente para tanques , camiones y otros equipos. El edificio original tenía pequeñas salas de pruebas para condiciones desérticas, cálidas, marinas y selváticas. Estos han sido eliminados. [2] [4]
El piso original del edificio se construyó con losas de hormigón armado de 30 cm (12 pulgadas) de espesor y 3,8 m (12,5 pies) cuadrados. Las losas descansaban sobre bloques de vidrio celular de 33 cm (13 pulgadas) sobre hormigón armado. En 1990, gran parte de este piso fue reemplazado por losas cuadradas de 25 pies (7,6 m). Las paredes y la puerta están aisladas con un tablero de lana de vidrio de 33 cm (13 pulgadas) revestido con acero galvanizado. Para sellar las puertas, se colocan contra juntas de gomaespuma . El aislamiento del techo se realiza sobre una plataforma de acero corrugado, que está suspendida de las vigas del techo mediante cadenas. [4] [9]
El refrigerante original era refrigerante R-12 . El refrigerante líquido se mantiene en un tanque de compensación de baja presión. La presión en este tanque se mantiene a la presión de saturación para la temperatura deseada para los serpentines de enfriamiento. El vapor de este tanque se comprime a una presión manométrica de 20 psi (138 kPa) mediante el compresor de la primera etapa. El vapor comprimido se expande hacia un tanque atemperador intermedio. El líquido condensado en esta expansión se drena de regreso al tanque de compensación. El vapor restante se comprime en un compresor de etapa alta a una presión manométrica de aproximadamente 150 psi (1 MPa). El calor se transfiere del vapor caliente al agua de enfriamiento. Cualquier líquido condensado regresa al tanque intermedio, al tanque de compensación o al tanque de suministro. El refrigerante líquido del tanque de compensación se bombea a través de los serpentines de enfriamiento a una presión suficiente para evitar la vaporización. El líquido calentado regresa al tanque de compensación. A medida que se reduce su presión, una porción de este líquido se convertirá en vapor. [4]
Hay tres sistemas de refrigeración de este tipo. Cada compresor de etapa baja funciona con un motor de 1000 caballos de fuerza (746 kW) y cada compresor de etapa alta funciona con un motor de 1250 caballos de fuerza (932 kW). El sistema fue construido por York Corporation. Los motores originales eran motores de inducción Allis-Chalmers . Han sido reemplazados por motores síncronos de frecuencia variable fabricados por EMICC que operan entre 350 y 1800 rpm. [4] Recientemente se han realizado esfuerzos para cambiar los refrigerantes que agotan la capa de ozono . [9]
Para las pruebas del motor, se necesita aire de reposición. Originalmente, el sistema podía enfriar 200 libras (91 kg) por segundo de aire húmedo. En 1966, esto se aumentó a 450 libras (204 kg) por segundo. El aire también se enfría mediante un intercambiador de calor de dos etapas. La primera etapa utiliza 110.000 galones estadounidenses (416 m 3 ) de salmuera de cloruro de calcio al 20 % preenfriada a 24 °F (-4 °C). La segunda etapa utiliza 137.500 galones estadounidenses (520 m 3 ) de cloruro de metileno preenfriado a -97 °F (-72 °C). Esto puede enfriar 450 libras (204 kg) por segundo de aire húmedo de 80 °F (27 °C) a -65 °F (-54 °C) durante 40 minutos. [4]