Avión espacial

1988/12/01 Otaolaurretxi, Jon Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Ingeniaritza
• Astronautika

Un dos maiores obstáculos atópase na propulsión, polo que se está traballando e investigando en diferentes formas de propulsión. A propulsión criogénica aínda non é ben dominada e os materiais a utilizar deberán soportar altas temperaturas. Por iso deberanse empregar materiais metálicos e composites. Doutra banda, tamén deberán investigar aerodinámica, combustión, deseño, mecánica, etc.

Pero antes de nada hai que definir que é o avión espacial. E é que este tipo de avión, cos seus propios medios, terá que despegar, aterrar como satélite.

O proxecto NASP americano é similar en Europa; na República Federal Alemá (SÄNGER), Gran Bretaña (HOTOL) e Francia (STS). Nalgúns proxectos o avión espacial é de dous partes (que perde parte na propulsión) e noutros dunha soa parte.

Hai que ter en conta, por outra banda, a similitude entre o avión espacial e o avión hisónico que pode realizar semipóricamente a Terra. Aínda que poden ser arquitectónicas diferentes, parécense á propulsión. Na propulsión dos avións que despegarán e aterrarán horizontalmente terán moito que ver os seguintes factores:

• Características do percorrido (altura e velocidades): A altura oscilaría entre 0 e 100 km e a velocidade entre 0 e 25 Machos. 1 Mach = velocidade de propagación do son no aire.
• Tipo de avión (parcial ou dobre) e dimensións.
• Niveis de aceleración permitidos.

Os tipos de motores que se poden utilizar na propulsión son distintos: turborreactor, estatorreactor e foguete. Cada motor ten as súas vantaxes a determinadas velocidades.

Turborreactores

por exemplo, utilízanse até 4 Machs, os estatorreactores entre 2 e 7 Mach, e os reactores tipo foguete entre 0 e 25 Mach. A partir destes topes, a temperatura de entrada á turbina pasaría dos 1.850K actuais aos 2000K.

O turborreactor ten a vantaxe de queimarse pouco. Por iso o impulso específico adoita ser de 4.000 a 10.000 segundos. O impulso específico indica o segundo no que un quilogramo de combustible exerce una forza de quilogramo.

Con todo, os turborreactores só poden usarse até 4 Machos, a menos que o aire de entrada arrefríese, pero esta vía é complicada e pesada e as melloras serían de até 4,5 Machs.

Outro sistema consiste en combinar turborreactor e foguete. Os gases de saída do motor de foguete entrarían á turbina e así se obterían 5,5 Mach, pero o impulso específico baixaría até os 2.000 segundos.

Estatorreactores

Son motores moi simples, xa que non teñen pezas que se moven. Con todo, a baixas velocidades non se poden utilizar e non serven paira despegar o avión desde a terra. O impulso específico é bo (máis de 4.000 segundos), pero a velocidade ten o seu límite ao redor dos 7 Mach.

Motores aeróbicos tipo foguete,

utiliza o aire como oxidante na atmosfera. Este aire arrefríase e comprímese.

Por tanto, na actualidade está a investigarse a combinación destes tres tipos de propulsión descritos. Una combinación pode ser o foguete do turbo-estatorreactor, pero tamén se estudan as combinacións de foguete de turboohete, foguete de estatorreactor e turbo-estatorreakote.

Tamén ten importancia o combustible destes motores. A diferenza entre o queroseno e o hidróxeno líquido é de 11 a 1 en densidade e de 1 a 2,5 en poder calorífico respectivamente. O metano tamén ten a súa importancia como combustible. É máis fácil de manexar que o hidróxeno líquido.

Con todo, aínda que o avión espacial que alcanzará os 30.000 km/h aínda é un proxecto baleiro, esperamos que o coñezamos feito realidade antes de tempo.