aviones propulsados ​​por cohetes -Rocket-powered aircraft

Un avión propulsado por cohetes o avión cohete es un avión que utiliza un motor cohete para la propulsión , a veces además de motores a reacción que respiran aire . Los aviones cohete pueden alcanzar velocidades mucho más altas que los aviones a reacción de tamaño similar, pero por lo general durante unos minutos como máximo de funcionamiento motorizado, seguido de un vuelo de planeo . Sin el obstáculo de la necesidad de oxígeno de la atmósfera , son adecuados para vuelos a gran altura. También son capaces de ofrecer una aceleración mucho mayor y despegues más cortos. Muchos aviones cohete pueden lanzarse desde aviones de transporte, ya que el despegue desde tierra puede dejarlos sin tiempo suficiente para alcanzar altitudes elevadas.

Los cohetes se han utilizado simplemente para ayudar a la propulsión principal en forma de despegue asistido por chorro ( JATO ), también conocido como despegue asistido por cohete ( RATO o RATOG ). No todos los aviones cohete son del despegue convencional como los aviones "normales". Algunos tipos han sido lanzados desde el aire desde otro avión, mientras que otros tipos han despegado verticalmente, con la nariz en el aire y la cola hacia el suelo (" tail-sitters ").

Debido al uso de propulsores pesados ​​y otras dificultades prácticas de operar cohetes, la mayoría de los aviones cohete se han construido para uso experimental o de investigación, como cazas interceptores y aviones espaciales .

Historia

Fondo

Avión Torpedo de Pedro Paulet de 1902, con un dosel fijado a un ala basculante delta para vuelo horizontal o vertical.

El erudito peruano Pedro Paulet conceptualizó el Avión Torpedo en 1902, un avión propulsado por cohetes de propulsante líquido que presentaba un dosel fijado a un ala basculante delta , pasó décadas buscando donantes para el avión mientras se desempeñaba como diplomático en Europa y América Latina. El concepto de Paulet de utilizar propulsor líquido estaba décadas por delante de los ingenieros de cohetes de la época que utilizaban pólvora negra como propulsor. Los informes sobre el concepto de avión cohete de Paulet aparecieron por primera vez en 1927 después de que Charles Lindbergh fuera el primero en volar con éxito un avión a través del Océano Atlántico . Paulet criticó públicamente la propuesta del pionero de los cohetes austriaco Max Valier sobre un avión propulsado por cohetes que completara el viaje más rápido usando pólvora negra, argumentando que su avión cohete de propulsor líquido de treinta años antes sería una mejor opción.

Paulet continuaría visitando la asociación alemana de cohetes Verein für Raumschiffahrt (VfR) y el 15 de marzo de 1928, Valier aplaudió el diseño del cohete de propulsión líquida de Paulet en la publicación de VfR Die Rakete , diciendo que el motor tenía una "potencia asombrosa". En mayo de 1928, Paulet estuvo presente para observar la demostración de un coche cohete del programa Opel RAK de Fritz von Opel y Max Valier, y después de reunirse con los entusiastas de los cohetes alemanes. Los miembros de VfR comenzaron a ver la pólvora negra como un obstáculo para la propulsión de cohetes, y el propio Valier creía que el motor de Paulet era necesario para el futuro desarrollo de cohetes. Paulet pronto sería abordado por la Alemania nazi para ayudar a desarrollar tecnología de cohetes, aunque se negó a ayudar y nunca compartió la fórmula de su propulsor. El gobierno nazi se apropiaría entonces del trabajo de Paulet mientras que un espía soviético en el VfR, Alexander Boris Scherchevsky, posiblemente compartía planes con la Unión Soviética .

Opel RAK.1: primer vuelo público tripulado del mundo de un avión cohete el 30 de septiembre de 1929.

El 11 de junio de 1928, como parte del programa Opel RAK de Fritz von Opel y Max Valier , el Lippisch Ente se convirtió en el primer avión en volar propulsado por cohetes. Durante el año siguiente, el Opel RAK.1 se convirtió en el primer avión cohete especialmente diseñado para volar con el propio Fritz von Opel como piloto. El vuelo Opel RAK.1 también se considera el primer vuelo público del mundo de un avión cohete tripulado desde que tuvo lugar ante una gran multitud y con la asistencia de medios de comunicación de todo el mundo.

El 28 de junio de 1931, el aviador e inventor italiano Ettore Cattaneo , que creó otro avión cohete de construcción privada, llevó a cabo otro innovador vuelo con cohete. Voló y aterrizó sin problemas particulares. A raíz de esta fuga, el rey de Italia Víctor Emmanuel III nombró a Cattaneo conde de Taliedo ; debido a su papel pionero en el vuelo de cohetes, su imagen se exhibe en el Museo del Espacio de San Petersburgo, así como en el Museo de Ciencia y Tecnología de Milán.

Segunda Guerra Mundial

El Heinkel He 176 fue el primer avión del mundo propulsado únicamente por un motor cohete de combustible líquido . Realizó su primer vuelo motorizado el 20 de junio de 1939 con Erich Warsitz a los mandos. El He 176, aunque se demostró al Ministerio del Aire del Reich , no atrajo mucho apoyo oficial, lo que llevó a Heinkel a abandonar sus esfuerzos de propulsión de cohetes; el único avión se exhibió brevemente en el Museo del Aire de Berlín y fue destruido por un bombardeo aliado en 1943.

El primer avión cohete que se fabricó en masa fue el interceptor Messerschmitt Me 163 Komet , introducido por Alemania hacia los últimos años del conflicto como uno de los varios esfuerzos para desarrollar aviones eficaces propulsados ​​por cohetes. El primer ala de caza Me 163 dedicada de la Luftwaffe, Jagdgeschwader 400 (JG 400) se estableció en 1944 y se encargó principalmente de proporcionar protección adicional para las plantas de fabricación que producían gasolina sintética , que eran objetivos destacados de los ataques aéreos aliados . Se planeó estacionar más unidades defensivas de cohetes de combate alrededor de Berlín , el Ruhr y la bahía alemana .

Una táctica típica del Me 163 era volar verticalmente hacia arriba a través de los bombarderos a 9.000 m (30.000 pies), ascender a 10.700-12.000 m (35.100-39.400 pies) y luego sumergirse de nuevo en la formación, disparando a medida que avanzaban. Este enfoque le dio al piloto dos breves oportunidades de disparar algunas rondas de sus cañones antes de planear de regreso a su aeródromo. A menudo era difícil suministrar el combustible necesario para hacer funcionar los motores de los cohetes. En los últimos días del Tercer Reich , el Me 163 fue retirado en favor del Messerschmitt Me 262 , que tuvo más éxito y que en su lugar utilizaba propulsión a chorro .

También se persiguieron otros aviones propulsados ​​​​por cohetes alemanes, incluido el Bachem Ba 349 "Natter", un avión interceptor de cohetes tripulado de despegue vertical que volaba en forma de prototipo. Otros proyectos ni siquiera llegaron a la etapa de prototipo, como el Zeppelin Rammer , el Fliegende Panzerfaust y el Focke-Wulf Volksjäger . Con un tamaño mucho más grande que cualquier otro esfuerzo propulsado por cohetes del conflicto, los alemanes planearon el avión espacial bombardero antípoda Silbervogel , sin embargo, los cálculos posteriores mostraron que el diseño no habría funcionado, sino que se destruiría durante el reingreso. El Me 163 Komet es el único tipo de caza propulsado por cohetes que ha entrado en combate en la historia, y uno de los dos únicos tipos de aviones propulsados ​​por cohetes que han entrado en combate.

Una réplica de Yokosuka MXY-7 Ohka en el museo de guerra Yasukuni Shrine Yūshūkan

Japón, aliado de la Alemania nazi, aseguró los esquemas de diseño del Me 163 Komet. Después de un esfuerzo considerable, estableció con éxito su propia capacidad de producción, que se utilizó para producir un número limitado de sus propias copias, conocidas como Mitsubishi J8M , que realizó su primer vuelo motorizado el 7 de julio de 1945. Además, Japón intentó desarrollar su propio el interceptor propulsado por cohetes de diseño nacional, el Mizuno Shinryu ; ni el J8M ni el Shinryu entraron en combate. Los japoneses también produjeron aproximadamente 850 aviones de ataque suicida propulsados ​​por cohetes Yokosuka MXY-7 Ohka durante la Segunda Guerra Mundial, algunos se desplegaron en la Batalla de Okinawa . El análisis de la posguerra concluyó que el impacto del Ohka fue insignificante y que ninguna nave capital de la Marina de los EE. UU. había sido alcanzada durante los ataques debido a las efectivas tácticas defensivas que se emplearon.

Otros aviones experimentales incluyeron el Bereznyak-Isayev BI-1 soviético que voló en 1942, mientras que el Northrop XP-79 se planeó originalmente con motores de cohetes, pero cambió a motores a reacción para su primer y único vuelo en 1945. Un Mustang P-51D asistido por cohetes fue desarrollado por North American Aviation que podría alcanzar 515 mph. El motor funcionaba con ácido fumárico y anilina , que se almacenaba en dos tanques de caída bajo las alas de 75 galones. El avión se probó en vuelo en abril de 1945. El motor del cohete podía funcionar durante aproximadamente un minuto. De manera similar, la serie Messerschmitt Me 262 "Heimatschützer" utilizó una combinación de propulsión a chorro y cohete para permitir despegues más cortos, una tasa de ascenso más rápida e incluso velocidades mayores.

Era de la Guerra Fría

El motor cohete XLR99 del X-15 usaba amoníaco y oxígeno líquido.
El Lockheed NF-104A tenía motores turborreactores de cohetes y de respiración de aire, que se muestran aquí subiendo con la potencia de un cohete . El cohete usó peróxido de hidrógeno y combustible para aviones JP-4.

Durante 1946, el Mikoyan-Gurevich I-270 soviético se construyó en respuesta a un requisito de las Fuerzas Aéreas soviéticas emitido durante el año anterior para un avión interceptor propulsado por cohetes en la función de defensa puntual . El diseño del I-270 incorporó varias piezas de tecnología que había desarrollado Sergei Korolev entre 1932 y 1943.

Durante 1947, un hito clave en la historia de la aviación fue alcanzado por el Bell X-1 propulsado por cohetes , que se convirtió en el primer avión en romper la velocidad del sonido en vuelo nivelado, y sería el primero de una serie de cohetes NACA/NASA. aeronave propulsada. Entre estos aviones experimentales se encontraban los diseños norteamericanos X-15 y X-15A2, que se operaron durante aproximadamente una década y finalmente alcanzaron una velocidad máxima de Mach 6,7, así como una altitud máxima de más de 100 km, estableciendo nuevos récords en el proceso.

Durante la década de 1950, los británicos desarrollaron varios diseños de potencia mixta para cubrir la brecha de rendimiento que existía en los diseños de turborreactores actuales. El cohete era el motor principal para proporcionar la velocidad y la altura requeridas para la intercepción a alta velocidad de bombarderos de alto nivel y el turborreactor proporcionaba una mayor economía de combustible en otras partes del vuelo, sobre todo para garantizar que la aeronave pudiera realizar un aterrizaje motorizado en lugar de arriesgándose a un retorno impredecible. Un diseño fue el Avro 720 , que fue propulsado principalmente por un motor de cohete Armstrong Siddeley Screamer de 8,000 lbf (36 kN) que funcionaba con combustible de queroseno mezclado con oxígeno líquido como agente oxidante . El trabajo en el Avro 720 se abandonó poco después de la decisión del Ministerio del Aire de terminar el desarrollo del motor de cohete Screamer, supuestamente debido a preocupaciones oficiales sobre la practicidad de usar oxígeno líquido, que hierve a -183 °C (90 K) y es un peligro de incendio , dentro de un entorno operativo.

El trabajo alcanzó una etapa más avanzada con el rival del Avro 720, el Saunders-Roe SR.53 . El sistema de propulsión de este avión utilizaba peróxido de hidrógeno como combustible y oxidante combinados, lo que se consideraba menos problemático que el oxígeno líquido del Avro 720. El 16 de mayo de 1957, el líder de escuadrón John Booth DFC estuvo a los mandos del XD145 para el primer vuelo de prueba, seguido del vuelo inaugural del segundo prototipo XD151, el 6 de diciembre de 1957. Durante el programa de prueba de vuelo posterior, estos dos prototipos volaron 56 vuelos de prueba separados, durante los cuales se registró una velocidad máxima de Mach 1,33. Además, desde finales de 1953, Saunders-Roe había trabajado en un derivado del SR.53, que se designó por separado como SR.177 ; El cambio principal fue la presencia de un radar a bordo , que no existía en el SR.53 y el Avro 720, ya que no era un requisito de la especificación, pero dejaba al piloto dependiendo de su propia visión, además de las direcciones basadas en radio suministradas desde tierra. control basado en radares.

Tanto el SR.53 como su primo SR.177 estuvieron relativamente cerca de alcanzar el estado de producción cuando factores políticos más amplios influyeron en el programa. Durante 1957, se produjo un replanteamiento masivo de la filosofía de defensa aérea en Gran Bretaña, que se materializó en el Libro Blanco de Defensa de 1957 . Este documento pedía que los aviones de combate tripulados fueran reemplazados por misiles y, por lo tanto, las perspectivas de una orden de la RAF se evaporaron de la noche a la mañana. Si bien tanto la Royal Navy como Alemania siguieron siendo clientes potenciales del SR.177, la confianza de ambas partes se vio afectada por la medida. Otros factores, como los escándalos de soborno de Lockheed para obligar a las naciones extranjeras a ordenar el Lockheed F-104 Starfighter , también sirvieron para socavar las perspectivas de venta del SR.177, lo que costó a clientes potenciales como Alemania y Japón.

Durante los últimos años de la década de 1940 y 1950, el Estado Mayor del Aire francés también tuvo un interés considerable en los aviones propulsados ​​por cohetes. Según el autor Michel van Pelt, los oficiales de la Fuerza Aérea francesa estaban en contra de un vuelo propulsado por cohetes puro, pero estaban a favor de un enfoque de propulsión mixta, utilizando una combinación de motores de cohetes y turborreactores . Mientras que la Société d'Etudes pour la Propulsion par Réaction (SEPR) se dedicó a desarrollar los propios motores de cohetes domésticos de Francia , el fabricante de aviones francés SNCASE era consciente del entusiasmo de la Fuerza Aérea francesa por un avión interceptor de defensa puntual capaz , y así comenzó a trabajar. en el SNCASE SE.212 Durandal . En comparación con otros aviones experimentales franceses de potencia mixta, como el prototipo de interceptor SNCASO Trident de la competencia , era un avión más pesado, destinado a volar principalmente con su motor a reacción en lugar de su motor de cohete. Se construyeron un par de aviones prototipo; el 20 de abril de 1956, el primero realizó su vuelo inaugural, inicialmente volando solo con propulsión a chorro. Fue el segundo prototipo que utilizó por primera vez el motor cohete durante abril de 1957. Durante las pruebas de vuelo, se alcanzó una velocidad máxima de 1444 kilómetros por hora (897 mph) a una altitud de 12 300 metros (40 400 pies), incluso sin usar la potencia extra del motor cohete; esto aumentó a 1667 km / ha 11,800 m mientras el cohete estaba activo. Se realizaron un total de 45 vuelos de prueba antes de que se terminara el trabajo en el programa.

Un tridente SNCASO en exhibición estática

A pedido del Estado Mayor del Aire francés, la compañía aeronáutica francesa SNCASO también desarrolló su propio interceptor de defensa puntual, el SNCASO Trident . Fue propulsado principalmente por un solo motor de cohete construido por SEPR y aumentado con un conjunto de motores turborreactores montados en la punta del ala; Operacionalmente, los motores de cohetes y turborreactores se usarían para realizar un ascenso rápido y la intercepción a gran altura, mientras que los motores a reacción solos se usarían para regresar a la base. El 2 de marzo de 1953, el primer prototipo Trident I realizó el vuelo inaugural del tipo ; pilotado por el piloto de pruebas Jacques Guignard, el avión usó toda la longitud de la pista para despegar, siendo propulsado solo por sus motores turborreactores. El 1 de septiembre de 1953, el segundo prototipo Trident I se estrelló durante su primer vuelo después de luchar para ganar altura después del despegue y chocar con una torre de alta tensión . A pesar de la pérdida, la Fuerza Aérea Francesa quedó impresionada por el rendimiento del Trident y estaba ansiosa por tener un modelo mejorado en servicio. El 21 de mayo de 1957, el primer Trident II, 001 , fue destruido durante un vuelo de prueba desde el Centre d'Essais en Vol (Centro de pruebas de vuelo); causado cuando el combustible altamente volátil para cohetes y el oxidante, Furaline (C 13 H 12 N 2 O) y ácido nítrico (HNO 3 ) respectivamente, se mezclaron y explotaron accidentalmente, lo que resultó en la muerte del piloto de pruebas Charles Goujon. Dos meses más tarde, todo el trabajo se detuvo en el programa.

El avance de la potencia del motor turborreactor, la llegada de los misiles y los avances en el radar habían hecho innecesario el regreso a la potencia mixta.

El cuerpo de elevación Martin Aircraft Company X-24 construido como parte de un programa militar estadounidense experimental de 1963 a 1975

El desarrollo de cohetes y satélites soviéticos fue la fuerza impulsora detrás del desarrollo del programa espacial de la NASA. A principios de la década de 1960, la investigación estadounidense sobre el avión espacial Boeing X-20 Dyna-Soar se canceló debido a la falta de propósito; más tarde los estudios contribuyeron al transbordador espacial , que a su vez motivó el Buran soviético . Otro programa similar fue ISINGLASS , que iba a ser un avión cohete lanzado desde un portaaviones Boeing B-52 Stratofortress , que tenía la intención de alcanzar Mach 22, pero nunca se financió. ISINGLASS estaba destinado a sobrevolar la URSS. No se han publicado imágenes de la configuración del vehículo.

El vehículo de investigación de aterrizaje lunar era un vehículo de propulsión mixta: un motor a reacción cancelaba 5/6 de la fuerza debido a la gravedad, y la potencia del cohete podía simular el módulo de aterrizaje lunar Apolo.

Varias versiones del motor cohete Reaction Motors XLR11 impulsaron el X-1 y el X-15, pero también el Martin Marietta X-24A , Martin Marietta X-24B , Northrop HL-10 , Northrop M2-F2 , Northrop M2-F3 y el Republic XF-91 Thunderceptor , ya sea como motor principal o auxiliar.

El Northrop HL-10, Northrop M2-F2 y Northrop M2-F3 fueron ejemplos de un cuerpo de elevación , que son aviones que tienen muy poca o ninguna ala y simplemente obtienen sustentación del cuerpo del vehículo. Otro ejemplo son los cohetes de retroceso en la cohetería de aficionados.

Era posterior a la Guerra Fría

Avión de investigación EZ-Rocket

El avión de investigación y prueba EZ-Rocket se hizo volar por primera vez en 2001. Después de evaluar el EZ-Rocket, la Rocket Racing League desarrolló tres aviones de carreras de cohetes separados durante la década siguiente.

Durante 2003, otro avión propulsado por cohetes de desarrollo privado realizó su primer vuelo. SpaceShipOne funciona tanto como un avión propulsado por cohetes, con alas y superficies de control aerodinámico, como también como un avión espacial , con propulsores RCS para el control en el vacío del espacio. Por su trabajo, el equipo de SpaceShipOne recibió el premio Space Achievement Award.

En abril de 2019, la empresa china Space Transportation llevó a cabo una prueba de un demostrador de tecnología de 3.700 kilogramos llamado Jiageng-1 . El avión de 8,7 metros de largo tiene una envergadura de 2,5 metros y es parte del desarrollo del futuro vehículo de lanzamiento reutilizable Tianxing-I-1 de despegue vertical y aterrizaje horizontal más grande.

Avión propulsado por cohete planificado

Ver también

Referencias

Citas

Bibliografía

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enlaces externos