Los ambiciosos planes de China para construir aviones de transporte hipersónicos

El diseño propuesto para el avión hipersónico chino
El diseño propuesto para el avión hipersónico chino
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5 de marzo de 2018  • 17:08

Viajar en apenas unas horas de Pekín a Nueva York, un trayecto que en la actualidad requiere de más de medio día de vuelo, es una de las promesas detrás del diseño de un nuevo concepto de avión hipersónico presentado por investigadores chinos a principios de año.

La tecnología de este tipo de vuelos, en realidad, no es nada nueva, pero usualmente su aplicación ha estado centrada en el ámbito de la defensa, donde hay más dinero para la investigación y menos presión para ajustarse a un presupuesto.

Pero, ¿será posible lograr que sean rentables vuelos de pasajeros que sean capaces de cruzar el Pacífico en dos horas, a cinco veces la velocidad del sonido?

Rápido y más rápido

Cuando se trata de comparar cuán rápido vuelan los aviones la medida usada es la velocidad del sonido, conocida como Mach 1, en torno a unos 1235 kilómetros por hora.

Se separan en tres categorías:

  • Subsónico: cualquiera que esté por debajo de la velocidad del sonido, como los vuelos comerciales actuales.
  • Supersónico: más rápido que Mach 1 y hasta Mach 5 (cinco veces la velocidad del sonido). Esta era la velocidad del Concorde, que voló entre Europa y Estados Unidos desde 1976 hasta su retirada en 2003.
  • Hipersónico: cualquier velocidad superior a Mach 5. En la actualidad solo hay pequeños vehículos experimentales que pueden ir a esta velocidad.

El avión experimental hipersónico no tripulado X-43A de la NASA es hasta ahora la aeronave más rápida que se conoce: alcanzó velocidades de Mach 9,6, esto es 1850 kilómetros por hora, en vuelos de prueba en 2004
El avión experimental hipersónico no tripulado X-43A de la NASA es hasta ahora la aeronave más rápida que se conoce: alcanzó velocidades de Mach 9,6, esto es 1850 kilómetros por hora, en vuelos de prueba en 2004

En términos de diseño, los vuelos hipersónicos necesitan algo que minimice la resistencia del aire al movimiento, pues mientras más rápido es el avión más problemático resulta este freno.

"Ese fenómeno dobla aproximadamente la velocidad: si duplicás la velocidad, se cuadriplica la resistencia", explica Nicholas Hutchins, profesor de la Universidad de Melbourne.

Lo novedoso del diseño propuesto y probado en China es la existencia de una segunda capa de alas, unidas por encima de las alas normales, con el objetivo de reducir la resistencia de una manera ligeramente similar a lo que ocurre en los biplanos.

Por el momento, los desarrolladores solo han probado un modelo creado a una escala muy reducida dentro de un túnel de viento.

Por tanto el proyecto aún está lejos de, literalmente, despegar.

Ilustración del Boeing''s X-51 Waverider que cuenta con un motor de combustión hipersónica diseñado para superar algunas de las dificultades de este tipo de vuelo
Ilustración del Boeing''s X-51 Waverider que cuenta con un motor de combustión hipersónica diseñado para superar algunas de las dificultades de este tipo de vuelo

Llegar a Mach 5

Pero si el diseño logra reducir la resistencia del aire, aún quedan otras dificultades por delante.

Una de ellas es la resistencia del calor. Luego, también está el considerable problema de la explosión sónica: si un avión rompe la barrera del sonido, genera ondas de choque que causan un ruido tan fuerte que puede romper el vidrio.

Pero cuando se trata de lograr aviones hipersónicos lo más complicado es el motor. Una vez que un vehículo ha llegado a Mach 5 puede ser impulsado por un motor de combustión supersónica, cuya función básicamente consiste en succionar el aire y usarlo para quemar su combustible.

El problema es que este tipo de ingenio solamente funciona a partir de Mach 5, por lo que hace falta contar primero con otro motor capaz de impulsar al avión a esa velocidad. Esa función podría realizarla un motor de avión tradicional extremadamente poderoso, pero según los expertos al final hará falta usar alguna combinación de ambos.

"Durante los últimos dos años ha habido un programa en China destinado a diseñar ese motor", explica Michael Smart, profesor de la Universidad de Queensland, donde es catedrático de propulsión hipersónica. "Eso sería un verdadero avance", agrega.

La empresa Aerion trabaja con Lockheed Martin and GE Aviation para construir un jet supersónico
La empresa Aerion trabaja con Lockheed Martin and GE Aviation para construir un jet supersónico

Vuelos comerciales

Más allá de los logros técnicos y de los posibles momentos trascendentales que ocurran en el camino, está la pregunta de si alguna vez habrá un mercado comercial para los vuelos hipersónicos.

Al echar una rápida mirada a la experiencia del Concorde pueden aflorar muchas dudas. Cuando despegó por primera vez en 1969, el avión supersónico anglofrancés fue celebrado como el futuro del transporte aéreo de pasajeros, pero se construyeron pocos y finalmente fue retirado de la circulación en 2003 sin que haya surgido un posible sucesor.

Hay una razón para ello: los vuelos eran demasiado costosos para la mayor parte de los viajeros. Además, ¿recuerdan la explosión sónica? Eso significaba que al Concorde solo se le permitía ir más rápido que la velocidad del sonido cuando sobrevolaba el océano. Este elemento obligó a restringir las rutas a los vuelos transatlánticos y, por tanto, dañó su viabilidad comercial.

Por eso, pese a que en los últimos años se ha visto un renovado interés en los aviones supersónicos, estos se encuentran aún en una fase de desarrollo. Los obstáculos serían mayores con los vuelos hipersónicos. Serían aún más costosos y también generarían explosiones sónicas.

Una investigación publicada en febrero en la revista Physics, Mechanics & Astronomy asume sin ambages que en el futuro los vuelos hipersónicos serán "más cómodos y eficientes" que usar un avión convencional.

La empresa aeronáutica estadounidense Boom apuesta por poner nuevamente en funcionamiento aviones de pasajeros supersónicos
La empresa aeronáutica estadounidense Boom apuesta por poner nuevamente en funcionamiento aviones de pasajeros supersónicos

Pero transcurrirán "al menos entre 15 y 20 años" antes de que cualquiera de esos proyectos sea viable comercialmente, señala Ellis Taylor de Flight Global, un medio especializado en aviación y en la industria aeroespacial.

"Es difícil ver ese mercado en este momento. De hecho, históricamente las tarifas aéreas han estado descendiendo en lugar de aumentando y sería difícil conseguir una amplia clientela para un vuelo hipersónico. Sería algo muy centrado en un nicho y eso, por supuesto, afecta la viabilidad del servicio comercial", apunta.

Competencia militar

De acuerdo con informaciones publicadas por la prensa china, los científicos detrás de la investigación también participan en los proyectos militares de Pekín relacionados con la velocidad hipersónica y es el ministerio de Defensa el que está detrás de esto.

Piensen, por ejemplo, en una vigilancia aérea que pudiera ser desplegada rápidamente y que fuera difícil de interceptar. O quizás en misiles hipersónicos que pudieran hacer inútiles los actuales sistemas de defensa.

El Falcon HTV-2 es un vehículo de prueba usado por la agencia estadounidense de Defensa, Darpa, diseñado para que algún día llegue a volar a Mach 20, unos 20.000 kilómetros por hora
El Falcon HTV-2 es un vehículo de prueba usado por la agencia estadounidense de Defensa, Darpa, diseñado para que algún día llegue a volar a Mach 20, unos 20.000 kilómetros por hora

Los grandes jugadores en este terreno son Estados Unidos, China y, hasta cierto punto, Rusia. Dado el celo con el que suele protegerse la investigación militar es difícil saber quién lleva la ventaja en esta carrera.

"Históricamente Estados Unidos siempre ha estado en la delantera, pero China lo está alcanzando rápidamente", señala Smart. Así pues, los planes para un avión comercial hipersónico, incluso si se encuentran en su etapa inicial, son un indicador claro que deja pocas dudas sobre la ambición de China.

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