¿Alguna vez sintió la necesidad de llegar a algún lugar muy, muy rápido? ¿Funcionaría Mach 17? Esa es la velocidad de un nuevo prototipo de motor de investigadores del Universidad de Florida Central (UCF) podría potencialmente lanzar un avión a través de los cielos, haciendo un viaje de Nueva York a Los Ángeles en menos de media hora. En el corazón de esta nueva tecnología se encuentra una nueva tecnología de propulsión que estabiliza las detonaciones y luego usa sus ondas de choque para proporcionar propulsión hipersónica a un avión.
Las explosiones no son nada nuevo en los sistemas de propulsión. Motores de combustión interna (ICE) los han utilizado para mover pistones durante más de 150 años. Los ICE usan un tipo de proceso de combustión llamado “quemación rápida”. Este proceso es similar al fuego que verías en una chimenea. Son relativamente lentos y fáciles de controlar, y han sido ampliamente adoptados para una variedad de procesos, desde pólvora hasta estufas de gas.
Por otro lado, un detonación Es una forma mucho más violenta de proceso de combustión. Las detonaciones se propagan supersónicamente, y puede destruir el combustible utilizado para impulsarlo extraordinariamente rápido. También son mucho más difíciles de controlar y mucho más peligrosas que las típicas reacciones de deflagración.
Hay beneficios al usar una reacción tan poderosa para proporcionar empuje. A motor de detonación giratoriodonde las detonaciones viajan en un anular patrón continuo, ha sido objeto de estudio durante cerca de medio siglo. Varios equipos han trabajado en él, incluido el equipo del Dr. Ahmed en UCF. El año pasado, algunos de los miembros del equipo anunciaron la prueba exitosa de un motor con este concepto. En su experimento, controlaron cuidadosamente la velocidad a la que se introducía el combustible en el motor.
En un motor de detonación giratorio, las detonaciones tienen que reproducirse entre sí, y cada una empuja el escape un poco más rápido hasta que alcanza velocidades hipersónicas. Esto requiere una ubicación precisa de cada detonación y, por lo general, resultó en pruebas relativamente cortas que duraron solo unos pocos milisegundos, lo que hace que su uso en un sistema comercial no sea práctico.
Ahora, han llevado esa investigación un paso más adelante. Los investigadores de la UCF han logrado algo llamado «onda de detonación oblicua”. Este nuevo tipo de detonación es estacionario y estable durante al menos unos segundos. Eso los hace mucho más prácticos para su uso en un sistema real y resuelve muchos problemas del motor de detonación giratorio que habían desarrollado anteriormente.
El motor todavía está muy lejos de su uso en un sistema comercial. Pero si se desarrollara más, podría ahorrar una cantidad significativa en costos de combustible, y algunas estimaciones sitúan los ahorros en hasta un 25 %. También podría usarse para propulsar aviones y cohetes mucho más rápidos que los disponibles actualmente, pero no espere tenerlos en su automóvil en el corto plazo. No parece probable que los autos supersónicos obtengan la bendición de ninguna autoridad reguladora que se precie.
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Imagen principal:
Concepción artística de una nave espacial supersónica que utiliza un motor de onda de detonación oblicua.
Crédito: NASA/Daniel Rosato/UCF