Vuelo supersónico sostenido de un avión supersónico
El supercrucero es el vuelo supersónico sostenido de un avión supersónico sin utilizar el postquemador (también conocido como "recalentamiento"). Muchos aviones militares supersónicos no son capaces de alcanzar el supercrucero y pueden mantener un vuelo a velocidad Mach 1+ solo en ráfagas cortas con postquemadores. Los aviones como el SR-71 Blackbird están diseñados para volar a velocidad supersónica con los postquemadores activados.
Algunos aviones de combate son capaces de alcanzar velocidades de supercrucero, pero sólo a grandes altitudes y en una configuración limpia , por lo que el término puede implicar "un aumento significativo en la velocidad de combate efectiva con una carga de armas completa sobre los tipos existentes". [1] Uno de los ejemplos militares preeminentes de supercrucero es el F-22 Raptor , para el cual el supercrucero se definió como "la capacidad de navegar a velocidades de una vez y media la velocidad del sonido o mayores sin el uso de postcombustión durante períodos prolongados en configuración de combate". [2]
Uno de los ejemplos más conocidos de un avión capaz de alcanzar velocidades supersónicas, y el único ejemplo notable no militar, fue el Concorde . Debido a su largo servicio como avión comercial, el Concorde ostenta el récord de mayor tiempo en vuelo supersónico; más que todos los demás aviones occidentales juntos. [3]
Historia
El English Electric Lightning fue uno de los primeros aviones en superar la velocidad del sonido en vuelo nivelado sin utilizar postcombustión.El Concorde realizó un supercrucero rutinario durante la mayor parte del trayecto sobre el Atlántico , lo que le permitió viajar desde Londres y París a Nueva York en poco más de tres horas, un récord que ningún otro avión comercial ha superado todavía.
Algunos de los primeros aviones supersónicos alcanzaron velocidades apenas superiores a la velocidad del sonido sin utilizar postcombustión.
El 3 de agosto de 1954, un avión de investigación Gerfaut propulsado por un motor SNECMA Atar 101 D2A superó Mach 1 en vuelo nivelado sin utilizar postcombustión. [4] [5]
El primer avión de producción que superó Mach 1 en vuelo nivelado sin postcombustión fue el Lockheed F-104 Starfighter, después de que su motor J65 fuera reemplazado por un J79 . La velocidad máxima sin postcombustión fue Mach 1,05. [6]
El prototipo P.1 del English Electric Lightning , propulsado por motores Armstrong Siddeley Sapphire sin postcombustión , superó Mach 1 el 11 de agosto de 1954. Una semana antes, el 4 de agosto, el P.1, WG760 pilotado por Roland Beamont en su vuelo inaugural , había superado sin saberlo Mach 1 en un ascenso. [7] Durante las pruebas de desarrollo en English Electric se estableció que el Lightning tenía una capacidad de velocidad estabilizada en vuelo nivelado, sin postcombustión, de aproximadamente Mach 1,2 y para el T.4 (entrenador de 2 asientos) 1,08. [8] Volar justo por encima de la velocidad del sonido sin utilizar postcombustión, aunque lo hizo el contratista como parte de algunas pruebas de vuelo, no parece haber sido relevante para la capacidad operativa de la aeronave. Las pruebas de servicio establecieron perfiles de intercepción para objetivos subsónicos y supersónicos a diferentes altitudes con un crucero subsónico a un máximo de Mach 0,95 y todas las velocidades supersónicas más allá del crucero subsónico se lograron con postcombustión. [9]
Todas las pruebas supersónicas iniciales del Fairey Delta 2, que se realizaron a Mach 1,1, se realizaron sin postcombustión. La selección del postcombustión, que inicialmente solo tenía una selección máxima sin posiciones intermedias, habría provocado una aceleración rápida e incontrolable hasta alcanzar velocidades potencialmente peligrosas, es decir, muy superiores a las velocidades sin vibraciones establecidas previamente. [10]
Sólo los aviones de transporte supersónico (SST), el Concorde y la segunda versión del Tu-144 (el Tu-144D ) pasaron la mayor parte del tiempo volando a sus velocidades de diseño sin necesidad de postcombustión. La postcombustión se añadió al Concorde para el despegue con el fin de hacer frente a los aumentos de peso que se produjeron después del diseño inicial. También se utilizó para acelerar a través del rango de velocidad transónica de alta resistencia , no porque se requiriera el empuje adicional, sino porque estaba disponible y mejoraba la economía operativa. El Tu-144D rediseñado utilizó motores sin postcombustión que, junto con otras mejoras, aumentaron el rango de carga útil total de 3080 a 5330 km (1910 a 3310 mi) (el rango operativo del Concorde era de 6470 km o 4020 mi). [11]
Uso militar
Variación cualitativa del factor Cd ( coeficiente de arrastre ) con el número de Mach (velocidad) de las aeronaves; el supercrucero por encima de Mach 2 es eficiente.
La Fuerza Aérea de los Estados Unidos estableció la velocidad de supercrucero como un requisito básico para el programa Advanced Tactical Fighter , [12] que dio como resultado el F-22 Raptor . Las capacidades de supercrucero del F-22 Raptor se promocionan como una importante ventaja de rendimiento sobre otros cazas, y se ha demostrado que la velocidad de supercrucero supera Mach 1,5. [13] [2] La capacidad de supercrucero proporciona ventajas para los aviones furtivos porque una columna de postcombustión refleja las señales de radar y crea una firma infrarroja significativa . [14] Prácticamente todos los cazas anteriores al F-22 navegan a Mach 0,8-0,9 mientras llevan una carga de armas normal. [1]
El F-22 Raptor es capaz de alcanzar velocidades de supercrucero superiores a Mach 1,5 (pero aquí se lo ve con postquemadores).El Dassault Rafale es capaz de realizar supercruceros con cuatro misiles y un tanque de combustible portátil. [15]El Eurofighter Typhoon es capaz de alcanzar una velocidad de supercrucero de Mach 1,5. [16]
Hay algunos motores en producción que están diseñados para facilitar un supercrucero tácticamente significativo:
El Pratt & Whitney PW1120 se utilizó en el IAI Super Phantom 2000 que tenía capacidad de supercrucero. [17] [18]
Los dos Pratt & Whitney F119 que propulsan al F-22 Raptor lo convierten en el avión de combate con capacidad de supercrucero más capaz en servicio. El F-22 Raptor puede alcanzar velocidades de supercrucero superiores a Mach 1,5 sin necesidad de provisiones externas. [19] [20] [13]
El motor EJ200 construido por EuroJet Turbo GmbH está montado en el Eurofighter Typhoon . Es capaz de volar a velocidad de supercrucero a Mach 1,5 con una carga de misiles de superioridad aérea. [16] Los pilotos del Typhoon han declarado que se puede alcanzar Mach 1,3 en configuración de combate con cargas externas. [21]
El General Electric F414G en el JAS 39 Gripen NG está diseñado para supercrucero y ha alcanzado Mach 1,2 [22] o Mach 1,1 con una carga de misiles aire-aire. [23]
Los dos Snecma M88 que propulsan al Dassault Rafale le permiten alcanzar velocidades de supercrucero con cuatro misiles y un tanque de combustible portátil. [15]
Por su parte, Rusia está trabajando en el Izdelje 30 (tras modificaciones de los derivados AL31F y AL41F, como el turbofán 117S) y el RD33MKRU Morskaja Osa; se está desarrollando un motor AL-41 totalmente nuevo con un rediseño completo para añadir capacidad de supercrucero al Sukhoi Su-57 . Esto todavía no ha dado frutos, pero el motor 117S provisional , producido por este programa, puede alcanzar ya el objetivo de supercrucero. Al probar un caza Su-35BM equipado con estos motores, logró acelerar más allá de Mach 1 sin utilizar el postquemador, lo que sugiere que tenía capacidad de supercrucero. Todavía está por verse si esto será posible con una carga de combate. [24]
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