Sistema de Propulsión Hipersónico Revolucionario Permite Viajes Transcontinentales en Menos de 30 Minutos

Investigadores desarrollaron un sistema de propulsión que podría allanar el camino para el vuelo hipersónico, como viajar de Nueva York a Los Ángeles en menos de 30 minutos. Desarrollaron una forma de estabilizar la detonación necesaria para la propulsión hipersónica creando una cámara de reacción hipersónica especial para motores a reacción.

Existe un esfuerzo intensificado para desarrollar sistemas de propulsión robustos para vuelo hipersónico y supersónico que permitan volar a través de la atmósfera a velocidades muy altas y también permitir entrada y salida eficiente de atmósferas planetarias. Estabilizar una detonación —la forma más potente de reacción intensa y liberación de energía— tiene el potencial de avanzar en propulsión hipersónica y sistemas energéticos.

El sistema podría permitir viajes aéreos a velocidades de Mach 6 a 17, es decir, más de 4.600 a 13.000 millas por hora. La tecnología aprovecha el poder de una onda de detonación oblicua formada usando una rampa inclinada dentro de la cámara de reacción para crear una onda de choque que induce detonación para propulsión. A diferencia de las ondas de detonación rotatorias que giran, las ondas de detonación oblicuas son estacionarias y estabilizadas.

La tecnología mejora la eficiencia del motor de propulsión a reacción para que se genere más energía usando menos combustible que los motores de propulsión tradicionales, aligerando la carga de combustible y reduciendo costes y emisiones. Además de viajes aéreos más rápidos, la tecnología también podría usarse en cohetes para misiones espaciales, haciéndolos más ligeros, que viajen más lejos y quemen más limpiamente.

Los sistemas de propulsión por detonación se han estudiado por más de medio siglo pero no habían tenido éxito debido a los propulsores químicos usados o las formas en que se mezclaban. Trabajos previos del equipo de investigación superaron este problema equilibrando cuidadosamente la tasa de propulsores de hidrógeno y oxígeno liberados en el motor para crear la primera evidencia experimental de una detonación rotatoria.

La corta duración de la detonación, que a menudo ocurre solo por microsegundos o milisegundos, las hace difíciles de estudiar e imprácticas para su uso. Los investigadores, sin embargo, pudieron sostener la duración de una onda de detonación por tres segundos creando una nueva cámara de reacción hipersónica, conocida como instalación de reacción de alta entalpía hipersónica (HyperREACT). La instalación contiene una cámara con una rampa de ángulo de 30 grados cerca de la cámara de mezcla de propulsores que estabiliza la onda de detonación oblicua.

Los próximos pasos para la investigación son la adición de nuevos diagnósticos y herramientas de medición para obtener una comprensión más profunda de los fenómenos. El equipo continuará explorando más configuraciones experimentales para determinar en detalle los criterios con los que una onda de detonación oblicua puede estabilizarse. Si tiene éxito en avanzar esta tecnología, la propulsión hipersónica basada en detonación podría implementarse en viajes atmosféricos y espaciales humanos en las próximas décadas.