Cama bronceadora simula temperaturas que encontrarán los misiles hipersónicos
Lámparas de cuarzo recrean temperaturas que se generan a Mach 5
maquina-de-combate.com – El conglomerado estadounidense Raytheon se encuentra en pleno desarrollo de misiles hipersónicos. Para evaluar la resistencia estructural de los futuros misiles hipersónicos, los técnicos de la empresa han preparado lo que denominan cama bronceadora (tanning bed) que simula las temperaturas que se generan a velocidades de hasta Mach 5.
El arreglo de lámparas de cuarzo puede generar temperaturas superiores a 2500° F.
Asimismo, los ingenieros utilizan técnicas de modelación y simulación digital, pruebas en túneles de viento para evaluar el desempeño y resistencia de los fuselajes que se desarrollan como candidatos para futuros misiles hipersónicos, aquellos que podrán volar a más de Mach 5. Estos métodos evitan la necesidad de evaluar los fuselajes candidatos en campos de pruebas, al menos durante las etapas iniciales de desarrollo.
El calor, siendo uno de los principales factores a tomar en cuenta en el desarrollo de vehículos hipersónicos. Ralph Klestadt, ingeniero en jefe de Hipersónicos de Raytheon, resalta que al volar tan rápido los misiles desplazan grandes volúmenes de aire (de manera similar al agua que desplazan los grandes buques al navegar), creando fricción, lo que genera tal cantidad de calor que los materiales comunes, como el aluminio, se desintegraría. Klestadt agrega que incluso si un fuselaje permanece intacto al ser sometido a gran cantidad de calor, es muy probable que sea deformado y su maniobrabilidad y desempeño aerodinámico sea tremendamente afectado.
«Cuando un sistema empieza a calentarse, parte de éste estarán bien calientes mientras que otras no, causando que piezas del vehículo crezcan a diferentes tasas. La forma empieza a cambiar y eso afecta la manera que vuelan a través del aire. Se convierte en un tema estructural», comentó Adam Wood, ingeniero de Raytheon.
Raytheon indica que existen un número de maneras de superar el problema que representa el calor: Elementos de diseño, nuevos materiales, capas especiales, entre otros. Sin embargo, sea cual sea el método, o los métodos, utilizado(s), los ingenieros se tienen que asegurar que va a funcionar para ello se ha ideado la cama bronceadora.
La cama bronceadora consta de dos semi-cilindros que forman una estructura parecida a un domo al colocarse juntas. La cama puede agrandarse o reducirse para calzar cualquier fuselaje, y hasta puede ser dividida para probar múltiples piezas de hardware en diferentes sitios. Las lámparas de cuarzo tienen también interruptores que puede reducir la intensidad, permitiendo que los operadores regulen el nivel de calor en las pruebas.
«Podemos simular el calor ambiental a lo largo del vuelo de manera dinámica, tal como sucede. El calor fluctúa en vuelo», comentó Wood.
Tal simulación no es posible en un túnel de viento, tradicionalmente utilizado para probar la respuesta de una estructura y sus partes a fuerzas aerodinámicas. La cama bronceadora y el túnel de viento se complementan.
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