China vuelve a poner el foco sobre una de las tecnologías más complejas de la ingeniería aeronáutica: los motores capaces de propulsar vehículos a velocidades hipersónicas. Un equipo de investigadores ha probado en tierra un propulsor cuya principal particularidad está en que puede modificar la geometría de su conducto interno mientras funciona, una solución diseñada para mantener el rendimiento en un rango de velocidades mucho más amplio.
El desarrollo corresponde a investigadores de la Universidad Politécnica del Noroeste y del Instituto de Maquinaria de Potencia de Pekín. Según los prometedores resultados publicados el 28 de mayo en el Journal of Propulsion Technology, el sistema ha sido capaz de trabajar desde Mach 1,8 hasta Mach 6, es decir, aproximadamente entre 2.200 y 7.400 kilómetros por hora.
No es ciencia ficción: China desarrolla un motor hipersónico Mach 6 que cambia de forma mientras vuela
La clave está en un ramjet de geometría variable. A diferencia de un motor convencional, este tipo de propulsor no necesita un compresor mecánico para introducir y comprimir el aire. Es la propia velocidad del vehículo la que permite comprimir el flujo antes de mezclarlo con el combustible y provocar la combustión que genera el empuje.
No es fácil. Cuando un motor trabaja a velocidades tan elevadas, las condiciones en el interior de la cámara de combustión cambian radicalmente. Por eso, modificar su geometría puede ayudar a controlar el flujo de aire y mantener una combustión adecuada, pero hacerlo implica mover componentes sometidos simultáneamente a temperaturas y presiones extremas.
Los investigadores han desarrollado para ello un sistema de sellado de dos capas. Una de ellas emplea un anillo flexible fabricado con fibras cerámicas, pensado para absorber parte del impacto térmico, mientras que una segunda pieza de grafito contribuye a mantener la estanqueidad. Durante los ensayos, el mecanismo encargado de cambiar la geometría pudo completar su movimiento en aproximadamente un tercio de segundo.
Lo más llamativo es que el sistema llegó a soportar gases de hasta 1650 grados centígrados sin registrar fugas significativas. Las pruebas se realizaron en una instalación terrestre diseñada para reproducir las condiciones que encontraría el motor durante un vuelo a velocidades extremas.
Este avance resulta especialmente interesante porque uno de los problemas de los ramjets es precisamente su funcionamiento a velocidades relativamente bajas. Los diseños tradicionales necesitan alcanzar velocidades elevadas antes de que la combustión pueda mantenerse de forma eficiente, lo que puede obligar a recurrir a sistemas adicionales para acelerar previamente el vehículo.
La geometría variable busca solucionar este problema adaptando el conducto interno a las condiciones de vuelo, permitiendo al motor trabajar en diferentes regímenes sin una configuración única. Aunque aún no se ha demostrado su funcionamiento en un vehículo real, el concepto apunta a una dirección prometedora como lo son los cacareados propulsores capaces de cambiar sobre la marcha para adaptarse al vuelo hipersónico.