Aviones propulsados ​​por cohetes
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Messerschmitt Me 163 Komet , el único avión de combate operativo propulsado por cohetes
Parte de una serie sobre
Propulsión de aeronaves
Motores de eje :
propulsores de propulsión , rotores , ventiladores canalizados o propfans
Motores de reacción

Un avión propulsado por cohete o avión cohete es un avión que utiliza un motor de cohete para la propulsión , a veces además de motores a reacción con aire . Los aviones cohete pueden alcanzar velocidades mucho más altas que los aviones a reacción de tamaño similar, pero por lo general durante unos pocos minutos de operación motorizada, seguidos de un vuelo de planeo . Sin obstáculos por 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. Se pueden lanzar muchos cohetes desde aviones de transporte, ya que el despegue desde tierra puede dejarlos con tiempo insuficiente para alcanzar grandes altitudes.

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 de despegue convencional como los aviones "normales". Algunos tipos se han lanzado al aire desde otro avión, mientras que otros tipos han despegado verticalmente, con el morro en el aire y la cola en el suelo (" sentadores de cola ").

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

Historia

Fondo

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

El vuelo propulsado por cohetes fue pionero casi exclusivamente en Alemania. Durante 1928, como parte del programa Opel RAK de Fritz von Opel y Max Valier , Lippisch Ente se convirtió en el primer avión en volar propulsado por cohetes. [1] [2] [3] Durante el año siguiente, el Opel RAK.1 se convirtió en el primer avión cohete construido especialmente para volar con el propio Fritz von Opel como piloto. [4] El vuelo Opel RAK.1 también se considera el primer vuelo público del mundo de un avión cohete tripulado, ya que tuvo lugar ante una gran multitud y con la asistencia de los medios de comunicación mundiales.

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 vuelo de cohete innovador . Voló y aterrizó sin problemas particulares. Tras esta huida, el rey de Italia Víctor Manuel 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. [5] [6]

Segunda Guerra Mundial

El Heinkel He 176 fue el primer avión del mundo propulsado únicamente por un motor de cohete de propulsión líquida . Realizó su primer vuelo motorizado el 20 de junio de 1939 con Erich Warsitz a los mandos. [7] [ página necesaria ] 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 visualiza brevemente en el Museo del Aire de Berlín y fue destruida por un aliado bombardeo en 1943. [8]

El primer avión cohete producido 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 propulsados ​​por cohetes eficaces. [9] 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 de gasolina sintética , que eran objetivos destacados de los ataques aéreos aliados . Se planeó colocar más unidades defensivas de cohetes de combate alrededor de Berlín , el Ruhr y elEnsenada alemana . [10]

Una táctica típica del Me 163 era volar verticalmente hacia arriba a través de los bombarderos a 9.000 m (30.000 pies), subir a 10.700-12.000 m (35.100-39.400 pies) y luego sumergirse nuevamente a través de 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 regresar a su aeródromo. [11] A menudo era difícil suministrar el combustible necesario para operar los motores de los cohetes. En los últimos días del Tercer Reich , el Me 163 se retiró a favor del Messerschmitt Me 262 , que tenía más éxito , y que en su lugar utilizaba propulsión a chorro . [11]

También se persiguieron otros aviones alemanes propulsados ​​por cohetes, incluido el Bachem Ba 349 "Natter", un avión interceptor de cohetes tripulado de despegue vertical que volaba en forma de prototipo. [12] [13] Otros proyectos ni siquiera alcanzaron la etapa de prototipo, como el Zeppelin Rammer , el Fliegende Panzerfaust y el Focke-Wulf Volksjäger . [14] Teniendo un tamaño mucho mayor que cualquier otro esfuerzo propulsado por cohetes del conflicto, el avión espacial bombardero antípoda Silbervogel fue planeado por los alemanes, sin embargo, cálculos posteriores mostraron que el diseño no habría funcionado, sino que se destruyó durante la reentrada. [15] [página necesaria ]El Me 163 Komet es el único tipo de caza propulsado por cohetes que ha visto combate en la historia, y uno de los dos únicos tipos de aeronaves propulsadas por cohetes que han visto algún combate.

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

Japón, aliado de la Alemania nazi, consiguió los esquemas de diseño del Me 163 Komet. [16] 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, conocido como Mitsubishi J8M , que realizó su primer vuelo motorizado el 7 de julio de 1945. [17] Además, Japón intentó desarrollar su propio interceptor propulsado por cohetes de diseño nacional, el Mizuno Shinryu ; ni el J8M ni el Shinryu entraron en combate. [18] Los japoneses también produjeron aproximadamente 850 aviones de ataque suicida propulsados ​​por cohetes Yokosuka MXY-7 Ohka durante la Segunda Guerra Mundial, algunos fueron desplegados en elBatalla de Okinawa . El análisis concluyó que la posguerra Ohka ' impacto s era insignificante, y que no hay naves de la Armada de Estados Unidos había sido golpeado durante los ataques debido a las tácticas de defensa eficaces que se emplearon. [19]

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 cohete, pero cambió a motores a reacción para su primer y único vuelo en 1945. Un P-51D Mustang asistido por cohete fue desarrollado por North American Aviation que podría alcanzar 515 mph. [20] [21] El motor funcionaba con ácido fumárico y anilina que se almacenaba en dos tanques de caída de 75 galones debajo del ala. [21] El avión fue probado en vuelo en abril de 1945. El motor del cohete podía funcionar durante aproximadamente un minuto. [21]

Era de la Guerra Fría

El motor cohete XLR99 del X-15 usaba amoníaco y oxígeno líquido.
El Lockheed NF-104A tenía cohetes y motores turborreactores que respiran aire, que se muestran aquí trepando con potencia de 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 el papel de defensa puntual . [22] El diseño de la I-270 incorporó varias piezas de tecnología que habían sido desarrolladas por Sergei Korolev entre 1932 y 1943. [23] [24]

Durante 1947, el Bell X-1 propulsado por cohetes alcanzó un hito clave en la historia de la aviación , 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. aviones propulsados. [25] 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 registros en el proceso. [26]

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 entregar la velocidad y la altura requeridas para la interceptación de alta velocidad de bombarderos de alto nivel y el turborreactor proporcionó 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 regreso planeador impredecible. [27] [28] 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 .[29] El trabajo en el Avro 720 se abandonó poco después de ladecisión del Ministerio del Aire de finalizar el desarrollo del motor cohete Screamer, supuestamente debido a preocupaciones oficiales sobre la viabilidad del uso de oxígeno líquido, que hierve a -183 ° C (90 K ) y es un peligro de incendio , dentro de un entorno operativo. [30] [31] [32]

El trabajo alcanzó una etapa más avanzada con el rival del Avro 720, el Saunders-Roe SR.53 . El sistema de propulsión de esta aeronave usaba peróxido de hidrógeno como combustible combinado y oxidante, lo que se consideraba menos problemático que el oxígeno líquido del Avro 720. [30] El 16 de mayo de 1957, el líder de escuadrón John Booth DFC estaba a los mandos del XD145 para el primer vuelo de prueba, siguiendo con el vuelo inaugural del segundo prototipo XD151, el 6 de diciembre de 1957. [33] [34] Durante el En 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. [35]Además, desde finales de 1953, Saunders-Roe había trabajado en un derivado del SR.53, que fue designado por separado como SR.177 ; El cambio principal fue la presencia de un radar a bordo , que faltaba en el SR.53 y el Avro 720, ya que no era un requisito de la especificación, pero dejaba al piloto dependiente de su propia visión, además de las direcciones por radio proporcionadas desde tierra. control de radar basado. [36]

Tanto la SR.53 como su prima SR.177 estaban relativamente cerca de alcanzar el estatus de producción cuando factores políticos más amplios se abalanzaron sobre el programa. Durante 1957, se produjo un replanteamiento masivo de la filosofía de la defensa aérea en Gran Bretaña, que se plasmó 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. [37] Si bien tanto la Royal Navy como Alemania siguieron siendo clientes potenciales del SR.177, la confianza de ambas partes se vio sacudida por la medida. [38] Otros factores, como los escándalos de soborno de Lockheed para obligar a las naciones extranjeras a encargar el Lockheed F-104 Starfighter, también sirvió para socavar las perspectivas de venta del SR.177, lo que le costó a clientes potenciales como Alemania y Japón. [39]

A finales de la década de 1940 y 1950, el personal aéreo francés también tuvo un interés considerable en los aviones propulsados ​​por cohetes. [40] Según el autor Michel van Pelt, los oficiales de la Fuerza Aérea francesa estaban en contra de un vuelo propulsado por cohetes, 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 nacionales de Francia , el fabricante de aviones francés SNCASE era consciente del interés de la Fuerza Aérea francesa por un avión interceptor de defensa puntual capaz y, por lo tanto, comenzó a trabajar. en el SNCASE SE.212 Durandal .[40] En comparación con otros aviones experimentales franceses de potencia mixta, como elinterceptor prototipo 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. [41] 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 reacción. [42] Fue el segundo prototipo que utilizó por primera vez el motor cohete durante abril de 1957. [42]Durante las pruebas de vuelo, se alcanzó una velocidad máxima de 1.444 kilómetros por hora (897 mph) a una altitud de 12.300 metros (40.400 pies), incluso sin utilizar la potencia adicional del motor del cohete; esto se elevó 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. [42]

Un tridente SNCASO en pantalla estática

A petición del personal aéreo francés, la compañía aérea francesa SNCASO también desarrolló su propio interceptor de defensa puntual, el SNCASO Trident . [40] Fue propulsado principalmente por un solo motor cohete construido por SEPR y aumentado con un conjunto de motores turborreactores montados en la punta de las alas ; operacionalmente, tanto los motores de cohetes como los turborreactores debían usarse para realizar un ascenso rápido e interceptación a grandes altitudes, mientras que los motores a reacción solos se usarían para regresar a la base. [40] El 2 de marzo de 1953, el primer prototipo del Trident I realizó el vuelo inaugural del tipo.; pilotado por el piloto de pruebas Jacques Guignard, el avión utilizó toda la pista para despegar, siendo impulsado únicamente por sus motores turborreactores. [43] El 1 de septiembre de 1953, el segundo prototipo del Trident I se estrelló durante su primer vuelo después de luchar para ganar altitud después del despegue y chocar con una torre de electricidad . [44] A pesar de la pérdida, la Fuerza Aérea francesa quedó impresionada por el desempeño del Trident y estaba ansiosa por tener un modelo mejorado en servicio. [45] El 21 de mayo de 1957, el primer Trident II, 001 , fue destruido durante un vuelo de prueba desde Centre d'Essais en Vol (Centro de pruebas de vuelo); causado cuando el combustible y oxidante de cohetes altamente volátiles, Furaline (C13 H 12 N 2 O) y ácido nítrico (HNO 3 ), respectivamente, se mezclaron y explotaron accidentalmente, lo que provocó la muerte del piloto de pruebas Charles Goujon. [46] [47] Dos meses después, se detuvo todo el trabajo en el programa. [43]

El avance de la potencia del turborreactor, el advenimiento 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 experimental estadounidense 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 al Buran soviético . Otro programa similar fue ISINGLASS, que iba a ser un avión cohete lanzado desde un portaaviones Boeing B-52 Stratofortress , que estaba destinado a alcanzar Mach 22, pero nunca fue financiado. ISINGLASS estaba destinado a sobrevolar la URSS. No se han publicado imágenes de la configuración del vehículo. [48]

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. [49]

Varias versiones del motor cohete Reaction Motors XLR11 impulsaron el X-1 y 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 primario 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 poco o ningún ala y simplemente obtienen elevación del cuerpo del vehículo. Otro ejemplo son los cohetes reincidentes en cohetes de aficionados. [ cita requerida ]

Era posterior a la Guerra Fría

Avión de investigación EZ-Rocket

El avión de investigación y prueba EZ-Rocket se voló por primera vez en 2001. [50] Después de evaluar el EZ-Rocket, la Rocket Racing League desarrolló tres aviones de carreras de cohetes independientes durante la década siguiente. [51] [52]

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 al Logro Espacial. [53]

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 de despegue vertical y aterrizaje horizontal Tianxing-I-1 más grande . [54]

Aviones propulsados ​​por cohetes planificados

  • Motores de reacción Skylon
  • SpaceShipDos
  • Avión cohete Lynx
  • ARES (cohete espacial marciano)
  • Transporte Hyper Sonic de emisión cero

Ver también

  • Lista de aviones cohete
  • Lista de récords de velocidad de vehículos
  • Liga de carreras de cohetes (RRL)
  • Lanzamiento de longitud cero , lanzamiento de aviones que respiran aire con cohetes

Referencias

Citas

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enlaces externos

  • El sitio web oficial de Erich Warsitz (primer piloto a reacción del mundo) sobre el primer avión cohete de combustible líquido del mundo, el legendario Heinkel He 176
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