La Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón se asoció recientemente con varias universidades para completar con éxito una innovadora prueba de combustión en tierra del motor estatorreactor de un avión hipersónico Mach 5. Esto marca que la visión de un vuelo de dos horas entre los dos lados del Pacífico está un paso más cerca de la realidad.
La prueba, realizada conjuntamente por un equipo de ingenieros de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón, la Universidad de Waseda, la Universidad de Tokio y la Universidad de Keio, se llevó a cabo en el Centro Espacial de la agencia en Tsunoda. Simuló un entorno de vuelo a 5 veces la velocidad del sonido y se centró en verificar el rendimiento del sistema de protección térmica, las superficies de control y los motores de la aeronave en condiciones extremas.
La tecnología central de la prueba es el ramjet, un motor a reacción que respira aire y no tiene partes móviles. Su principio de funcionamiento se basa en el efecto de ariete generado por el avance a alta velocidad para comprimir el aire entrante, que luego se mezcla con combustible y se enciende para generar empuje. Este diseño elimina la necesidad de un compresor giratorio pesado, lo que le permite funcionar a velocidades muy superiores a las de un motor turbofan tradicional, pero el estatorreactor no puede arrancar desde parado y primero debe acelerarse a velocidades supersónicas antes de que pueda funcionar.
En esta prueba en Japón, el avión experimental se instaló en un túnel de viento para simular las condiciones ambientales a una altitud de unos 25 kilómetros. La densidad de la atmósfera a esta altitud es sólo el uno por ciento de la del nivel del mar. A esta altitud a Mach 5, la temperatura del aire alrededor de la nariz y el borde de ataque puede alcanzar más de 1.000 grados Celsius. En respuesta a temperaturas tan altas, los ingenieros construyeron un sistema avanzado de protección térmica para mantener con éxito la temperatura interna de la aeronave cerca de la temperatura de funcionamiento normal, asegurando que la aviónica a bordo y los sistemas electrónicos de control puedan funcionar normalmente. Al mismo tiempo, los sensores mapean los perfiles de temperatura de la superficie para validar los cálculos de la estructura térmica, lo que será fundamental para escalar a aviones de pasajeros de tamaño completo.
Lo que hay que dejar claro es que esta prueba preliminar todavía está bastante lejos del vuelo de prueba real y sólo se ha completado la verificación en tierra del modelo a escala reducida. La Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón planea instalar el avión experimental en un cohete de sonda en el siguiente paso e intentar realizar una prueba de vuelo real a Mach 5. Si el progreso va bien y se pueden superar los obstáculos regulatorios y técnicos, el objetivo es permitir el servicio comercial de pasajeros hipersónicos para la década de 2040.
Si este progreso continúa, un avión que vuele a una velocidad de Mach 5 a una altitud de 25 kilómetros, que puede volar a casi el doble de la altitud de los aviones comerciales existentes, podría teóricamente acortar el tiempo de vuelo de Tokio a Los Ángeles de las aproximadamente 10 horas actuales a aproximadamente dos horas, sin necesidad de operaciones complejas para entrar en una órbita completa. Esto significa que se revolucionarán los vuelos de Estados Unidos a Japón, transformando un viaje que originalmente duraba una semana en un viaje de ida y vuelta en el mismo día y en apenas unas horas de vuelo.