Industria y Tecnología

El factor X: 22.000 libras de empuje ahora son más silenciosas

El Concorde completó su último vuelo transatlántico en 2003, pero la aviación comercial ha estado suspirando por la oportunidad de reavivar el romance de volar a la velocidad del sonido. Esa oportunidad acaba de acercarse un paso más a la realidad.

En agosto, la NASA recibió el primer motor F414-GE-100 para el X-59 QueSST, un avión experimental único en su tipo que volará más rápido que Mach 1 y más alto que la mayoría de las aeronaves de alto rendimiento a 55.000 pies de altitud.

Diseñado por la NASA y Lockheed Martin, el X-59 QueSST (abreviatura de Quiet Supersonic Technology) se incluyó en la lista de las 100 mayores innovaciones de 2019 de Popular Science. La forma distintiva del avión: una nariz puntiaguda de 30 pies y alas inclinadas, que recuerdan al Concorde – ha sido diseñado con un propósito específico: reducir el ruido que crean los aviones supersónicos cuando rompen la barrera del sonido, reduciendo el boom sónico que puede hacer sonar las ventanas a nivel del suelo a un golpe suave.

El proyecto comenzó hace seis años como un estudio de diseño para la investigación de tecnología supersónica comercial dentro del programa aeronáutico de la NASA. Desde entonces, se ha convertido en lo que ahora se llama la misión de demostración de vuelo de baja pluma (LBFD). Y aunque muchos aviones X anteriores tienen su origen en programas militares, el X-59 se ha diseñado y construido esencialmente desde cero utilizando sistemas existentes de otros aviones de alto rendimiento. GE desarrolló una nueva variante del motor a reacción F414 para satisfacer las exigentes necesidades de rendimiento y confiabilidad del X-59: la capacidad de acelerar y ascender a una altitud de crucero de 55.000 pies.

Anthony Hazlett, ingeniero del modelo de demostración del X-59 de GE en las instalaciones de Lynn, fue responsable de liderar el grupo que ideó el diseño de motor único para el avión supersónico experimental.

«Habíamos desarrollado una versión monomotor del F414 para el caza Saab JAS 39E Gripen de Suecia que determinamos funcionaría para el X-59 con algunas modificaciones, por lo que obtuvimos un nuevo modelo de motor, el F414-GE-100», Hazlett dijo.

El nuevo motor, construido y probado inicialmente en las instalaciones de GE Aviation en Lynn, Massachusetts, tiene casi 13 pies de largo, 3 pies de diámetro y puede producir 22.000 libras de empuje.

«Vamos a necesitar cada kilo de empuje que este motor puede dar para completar esta misión», dice Ray Castner, líder de propulsión LBFD de la NASA para el X-59. «Y ese empuje está en el postquemador».

¿El objetivo de esa misión? Para demostrar que el X-59 puede funcionar sin hacer ruido excesivo a causa de los «golpes» sónicos y, en última instancia, recopilar datos de respuesta de la comunidad de personas en el terreno. El cronograma actual exige que la NASA pruebe el X-59 en comunidades a partir de 2024. Los datos de esos vuelos de prueba se enviarán a la Administración Federal de Aviación y la Organización de Aviación Civil Internacional con el objetivo de ajustar las reglas para los niveles de ruido, lo que podría ayudar abrir un nuevo mercado comercial para los vuelos supersónicos de pasajeros.

Pero antes de que esos vuelos puedan tener lugar, el fuselaje del avión debe estar completamente ensamblado, el motor debe estar integrado y el X-59 deberá someterse a un ciclo de pruebas en tierra y de aeronavegabilidad. En este momento, el avión está en construcción en las instalaciones de Lockheed Martin’s Skunk Works en Palmdale, California, mientras que el motor se prepara justo en la carretera en el Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA en la Base de la Fuerza Aérea Edwards, donde GE solía probar sus aeronaves.

Cuando llegue el momento de instalar el motor, será necesario quitar la parte inferior del fuselaje de popa para poder levantar el F414-100 y fijarlo en su lugar. Las pruebas en tierra, que deberían comenzar el próximo verano, se centrarán en muchos aspectos del rendimiento y la operatividad del motor: analizar diferentes posiciones del acelerador para medir el flujo de aire, verificar que el avión enfríe el motor adecuadamente y garantizar que los sistemas de combustible y eléctricos estén en línea. Y por prueba en tierra, la NASA quiere decir exactamente eso: el X-59 permanecerá estacionario, con los frenos puestos y las correas de sujeción abrochadas, mientras el motor se pone a prueba.

Para los ingenieros de GE, ha sido una oportunidad de oro para mostrar sus habilidades innovadoras.

“Este es un programa único en general y ciertamente una nueva plataforma para el F414”, dice Dave Prescott, Gerente del Programa de Aviación de GE. «Aprovechamos el rendimiento comprobado del motor y le permitimos mostrar su versatilidad».

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