El nuevo motor hipersónico ultraeficiente que puede revolucionar la aeronáutica

La compañía aeroespacial estadounidense GE Aerospace se ha empeñado en reinventar los vuelos hipersónicos con un nuevo motor híbrido que combina por primera vez las tecnologías de detonación rotativa con combustión y la ramjet. Tras las exitosas pruebas de diseño del año pasado, la empresa norteamericana asegura que ha construido un prototipo en solo 11 meses que podría permitir vuelos de alta velocidad y mayor autonomía en distintos tipos de aeronaves.

La ventaja del nuevo motor ramjet de modo dual es mucho más eficiente que los tradicionales. Las recientes pruebas han superado las expectativas de rendimiento, consiguiendo un aumento del flujo de aire tres veces superior al de otros prototipos hipersónicos probados anteriormente.

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"El sólido rendimiento de la tecnología allana el camino para la siguiente fase de desarrollo, que se centrará en la continuación de las pruebas y la demostración de la tecnología en consonancia con nuestra hoja de ruta para soluciones integradas de propulsión de alta velocidad", comenta Mark Rettig, vicepresidente y director general de Edison Works Business & Technology Development en GE Aerospace”.

Qué es un ramjet dual

Los motores de detonación son un sistema de propulsión alternativo al los de combustión tradicional que es capaz de generar una descarga de energía que produce una onda expansiva lo suficientemente potente como para mover los pistones. Cuando hablamos de motores de detonación rotativa, como el que lleva el nuevo diseño de GE, este principio se mantiene, pero su arquitectura es totalmente diferente.

El sistema de combustión por detonación rotativa (RDC) lleva un cilindro dentro de otro más grande con un espacio entre ambos. Unas pequeñas rendijas permiten introducir una mezcla de combustible que, mediante alguna forma de ignición, se detonará, creando una explosión que recorre esta cámara circular y empuja los gases fuera ejerciendo un empuje.

Pero también crean una onda expansiva que se propaga a unas cinco veces la velocidad del sonido y hace que, gracias a la entrada de combustible en los puntos y lugares adecuados, la reacción se pueda sostener en el tiempo fácilmente. En principio, este tipo de motores necesitan menos combustible para producir el mismo nivel de empuje que la combustión y su arquitectura es más sencilla y ligera que otros sistemas porque no necesita piezas móviles para su funcionamiento.

La novedad del nuevo motor de GE es que además del RDC lleva un sistema de propulsión ramjet (DMRJ). Un tipo de motor a reacción que tampoco tiene partes móviles y que para funcionar necesita que lo lleven a velocidades supersónicas para obtener el aire que necesita para comprimir los gases y generar la combustión.

Cómo funciona esta nueva combinación

GE Aerospace, una filial del gigante estadounidense General Electrics, lleva tiempo trabajando en este sistema y ya mostró su diseño en el Salón Aeronáutico de París en junio del año pasado. Meses más tarde lanzó un comunicado explicando más detalles de su rompedor diseño.

"Un sistema de propulsión DMRJ de respiración aérea típico solo puede empezar a funcionar cuando el vehículo alcanza velocidades supersónicas superiores a Mach 3 [3675 km/h]", asegura la compañía. "Los ingenieros de GE Aerospace están trabajando en un ramjet de modo dual habilitado para detonación rotativa que es capaz de operar a números Mach más bajos, lo que permite al vehículo de vuelo funcionar de manera más eficiente y lograr un mayor alcance".

A este ramjet dual hay que añadirle el sistema de combustión por detonación rotativa que le permiten generar un mayor empuje con un tamaño y un peso total del motor más pequeños. Esta combinación de tecnologías en un solo motor podría permitir una mayor eficiencia y unos fuselajes más ligeros y pequeños, lo que aumentaría su rendimiento, alcance y carga útil.

"Estamos estudiando ambos [sistemas]", explicó en su presentación de junio, Amy Gowder, presidenta y directora general de la división Defensa y Sistemas de GE Aerospace, cuando se le preguntó por el trabajo de su empresa en los ramjets. "Pero el RDE ofrece una solución muy eficaz porque permite reducir la longitud. El tamaño, en determinadas aplicaciones, podría ser realmente importante, sobre todo para algunas naves no tripuladas."

Aviones y misiles más rápidos y baratos

Todavía no sabemos si el revolucionario motor GE acaba siendo una realidad, pero, como apunta el medio especializado The War Zone, las ventajas potenciales de un sistema de propulsión que combine la detonación rotativa con el ramjet son enormes para los ejércitos. Tanto para la nueva generación de misiles que vienen como para propulsar vehículos aéreos de alta velocidad de reconocimiento que ahora podrían ser más pequeños, veloces y tener una autonomía mayor.

EEUU ya lleva tiempo probando sistemas RDE. El proyecto Gambit de DARPA, el brazo de investigación avanzada del Pentágono, tiene como objetivo "desarrollar y demostrar un novedoso sistema de propulsión con motor de detonación rotativo que permita fabricar en serie un arma supersónica de gran alcance y bajo coste para el ataque aire-tierra en un entorno antiacceso/denegación de área (A2AD)".

El contrato para desarrollarlo se lo ha llevado la empresa aeroespacial estadounidense Raytheon, que el pasado octubre firmó un acuerdo con DARPA para desarrollar y demostrar un motor de detonación rotativo práctico para el proyecto Gambit.

“Para el ejército estadounidense, los aviones y misiles del futuro, capaces simplemente de alcanzar una velocidad supersónica sostenida más eficiente a largas distancias, podrían ser muy valiosos para responder a una variedad de requisitos de misiones sensibles al tiempo”, señala The War Zone. “En particular, cualquier futuro conflicto de alto nivel en el Pacífico, como uno contra China, implicaría automáticamente todo tipo de exigencias operativas en una amplia zona, gran parte de ella cubierta de agua”.