GE Aerospace y Lockheed Martin anunciaron recientemente que han demostrado conjuntamente con éxito un nuevo estatorreactor de detonación rotatorio de combustible líquido (RDRJ). Están intentando utilizar este nuevo sistema de propulsión y diseño de entrada táctica para llenar el "vacío" en la eficiencia del vuelo hipersónico actual y promover el desarrollo de armas hipersónicas en una dirección más eficiente y producida en masa.
El informe señala que el vuelo hipersónico se considera otro gran avance en la promoción de la envolvente del vuelo desde que los humanos rompieron la barrera del sonido en 1947, mientras que la tecnología de detonación rotacional se considera un "salto cuántico" en el campo de la propulsión; ahora la combinación de los dos significa que las tecnologías relacionadas han pasado de la etapa inicial de verificación de viabilidad a la etapa de optimización de ingeniería, y los ingenieros han comenzado a poner las cuestiones de eficiencia en el centro. Ser capaz de volar a más de 5 veces la velocidad del sonido tiene un gran potencial tanto en el ámbito militar como civil. Sin embargo, la tecnología existente todavía tiene muchas áreas de mejora. Entre ellos, destacan especialmente las deficiencias en la eficiencia de los misiles hipersónicos propulsados por motores ramjet.
Según el artículo, un motor ramjet tradicional es esencialmente un motor a reacción casi sin partes móviles. No depende de turbomaquinaria para comprimir el aire de admisión. En cambio, utiliza la presión dinámica generada por su propio movimiento hacia adelante de alta velocidad para comprimir el aire y enviarlo a la cámara de combustión. Sin embargo, para que un motor ramjet de este tipo se encienda normalmente, la velocidad de vuelo normalmente debe alcanzar al menos Mach 3, lo que significa que el misil o avión debe depender de un cohete propulsor grande y potente para acelerarlo hasta la velocidad de ignición en la etapa inicial.
Para solucionar este problema, GE y Lockheed Martin planean utilizar un motor de detonación giratorio para acelerar el misil en las primeras etapas de vuelo. Al mantener una onda de detonación de combustible que se propaga a velocidad supersónica en un canal cilíndrico abierto, circula de forma anular en el canal, mientras inyecta continuamente combustible y agua para lograr un ciclo de combustión autosostenible a alta presión. Esta estructura puede mantener la presión durante el proceso de combustión, en lugar de depender de superficies de llama subsónica como las cámaras de combustión tradicionales, mejorando así significativamente la eficiencia de utilización de energía.
Según los informes, la eficiencia de este tipo de motor de detonación rotativa se puede aumentar en aproximadamente un 25% en comparación con los motores convencionales, lo que puede reducir significativamente el tamaño y el peso. Más importante aún, puede funcionar en condiciones subsónicas y puede ajustarse a través de canales de configuración y flujo para actuar como un motor ramjet en condiciones supersónicas y cambiar a un scramjet en condiciones hipersónicas, reduciendo así significativamente el tamaño del propulsor de cohete requerido. La simplificación del diseño significa que en el futuro se espera que aparezcan misiles hipersónicos con estructuras relativamente simples, bajos costos y producción en masa.
La contribución clave de Lockheed Martin a esta demostración conjunta fue su diseño de una entrada táctica de alta velocidad para el ramjet de modo dual (DMRJ), que puede combinarse con un núcleo de detonación giratorio para permitir que el motor cambie entre los modos ramjet y scramjet en diferentes rangos de velocidad. Este sistema de admisión de aire también aborda el problema a largo plazo de la escasa adaptabilidad de los motores de detonación a diferentes altitudes. Al ajustar el acoplamiento entre la entrada de aire y el campo de ondas de detonación, el motor puede mantener el funcionamiento en entornos de múltiples altitudes y múltiples números de Mach. Sin embargo, se requiere un análisis computacional de dinámica de fluidos extremadamente complejo para gestionar la estructura altamente compleja de las ondas de choque.
Randy Kreitz, vicepresidente y director general de programas avanzados de Lockheed Martin, dijo que después de dos años de inversión interna, esta demostración demostró el poder de la colaboración, la innovación y el compromiso compartido para ofrecer capacidades de combate asequibles al combatiente a la "velocidad de la relevancia". Dijo que esta solución de motor estatorreactor compacto incorpora la experiencia de Lockheed Martin en el diseño de entrada de estatorreactor y puede proporcionar un mayor alcance a velocidades extremas. La compañía se compromete a proporcionar sistemas de propulsión más avanzados para las capacidades hipersónicas de EE. UU. en el contexto de un entorno de amenazas cada vez más feroz.
Según los informes, este proyecto de demostración utiliza la publicación oficial de Lockheed Martin como fuente de información, lo que demuestra que el ejército estadounidense está pasando de perseguir puramente la alta velocidad en el campo de las armas hipersónicas a buscar un nuevo equilibrio entre velocidad, alcance, costo y capacidades de producción a gran escala. La combinación de motores estatorreactores de detonación rotativa y entradas tácticas de nueva generación se considera una de las rutas clave para lograr este objetivo.