El supercrucero es un vuelo supersónico sostenido de un avión supersónico con una carga útil, pasajeros o carga de armas sin usar postcombustión (también conocido como "recalentamiento"). Muchos aviones militares supersónicos no son capaces de realizar un supercrucero y solo pueden mantener el vuelo Mach 1+ en ráfagas cortas, generalmente con postcombustión. Los aviones como el SR-71 Blackbird están diseñados para navegar a una velocidad supersónica con los posquemadores habilitados.
Muchos aviones de combate de cuarta generación son técnicamente capaces de realizar un supercrucero, pero solo a grandes altitudes y en una configuración limpia . Para que una aeronave se considere capaz de un verdadero supercrucero, debe poder transportar una carga normal durante una distancia extendida sin bucear ni usar un postquemador. [1] De manera óptima, calificar para "verdadero supercrucero" implicaría demostrar la habilidad con una carga de combate a altitudes bajas a medias; ser capaz de romper Mach 1 sin postcombustión no muestra en sí mismo una capacidad de supercrucero.
Uno de los ejemplos más conocidos de un avión capaz de realizar un supercrucero fue el Concorde . Debido a su largo servicio como avión comercial, Concorde tiene el récord de la mayor cantidad de tiempo pasado en supercrucero; más que todos los demás aviones combinados. [2]
Historia
El 3 de agosto de 1954, un avión de investigación Gerfaut propulsado por un motor SNECMA Atar 101 D2A excedió Mach 1 en vuelo nivelado sin usar posquemadores. [3] [4] El primer avión de producción destinado a exceder Mach 1 en vuelo a nivel seco fue el Lockheed F-104 Starfighter, que presentaba un diseño radical, con alas delgadas como cuchillas unidas sustancialmente más atrás en el fuselaje que la mayoría de los aviones contemporáneos . El ala proporcionó un excelente rendimiento supersónico y de alta velocidad, a baja altitud, pero resultó en una capacidad de giro deficiente y altas velocidades de aterrizaje. Fue el primer avión de producción en lograr Mach 2 y el primer avión en alcanzar una altitud de 100.000 pies después de despegar por sus propios medios. El Starfighter estableció récords mundiales de velocidad, altitud y tiempo de ascenso en 1958, convirtiéndose en el primer avión en tener los tres simultáneamente. El prototipo P.1 del English Electric Lightning de Armstrong Siddeley Sapphire, sin postcombustión , superó el Mach 1 el 11 de agosto de 1954. Una semana antes, el 4 de agosto, el P.1, WG760 de Roland Beamont en su vuelo inaugural , había Sin saberlo, superó Mach 1 en un ascenso, aunque, debido a un error de posición , el Machmeter solo había mostrado un máximo de Mach 0,95. Beamont, que no había notado ningún cambio en el comportamiento de la aeronave, se sorprendió cuando se le informó después de que se analizaron los datos del vuelo. [5] Sin embargo, esta demostración temprana de vuelo supersónico fue extremadamente limitada, ya que el Lightning solo podía navegar sin postcombustión a aproximadamente Mach 1.02, [6] mientras que las versiones posteriores pudieron alcanzar velocidades mucho más altas, pero solo por períodos de tiempo muy cortos. Dado que no pudo mantener la velocidad supersónica durante 20 minutos, como se especifica en la definición original de "supercrucero", la inclusión del EE Lightning en la categoría ha sido controvertida. [ cita requerida ]
El avión de ataque y reconocimiento BAC TSR-2 , que voló por primera vez el 27 de septiembre de 1964, fue uno de los primeros aviones militares diseñados específicamente para realizar un crucero supersónico; uno de los perfiles de misión planificados era para un crucero supersónico a Mach 2.0 a 50.000–58.000 pies (15–18 km). [7] El crucero supersónico en niveles más bajos fue de Mach 1.1 a 200 pies (61 m). [8] El TSR-2 usó motores Bristol Olympus , una versión posterior de los cuales también alimentaría al Concorde .
Solo los transportes supersónicos (SST), Concorde y la última versión del Tu-144 (el Tu-144D ) pasaron la mayor parte del tiempo navegando a las velocidades de diseño sin necesidad de postcombustión. El postcombustión se agregó al Concorde para el despegue para hacer frente a los aumentos de peso que se produjeron después del diseño inicial, y se utilizó para empujar a través de la barrera de resistencia transónica . El Tu-144D actualizado tenía motores con un diseño de admisión más avanzado, que no requería postcombustión durante el crucero, aumentaba el rango de carga útil completo de 3.080 a 5.330 km (1.910 a 3.310 millas) (el rango operativo del Concorde era de 6.470 km o 4.020 millas) , y eran más económicos que los motores del Tu-144. [9]
Uso militar
El término "supercrucero" se usó originalmente para describir un requisito de desempeño de combate establecido por el Coronel John Boyd de la USAF y el Coronel Everest Riccioni, defensores del F-16 Falcon . [ cita requerida ] Después de la entrada en producción del F-16, comenzaron a trabajar en un diseño de caza mejorado con la capacidad de navegar supersónicamente sobre territorio enemigo durante un mínimo de veinte minutos. Como el combate aéreo es a menudo el resultado de la sorpresa, y la velocidad del combate está determinada por la velocidad de la aeronave sorprendente, esto le habría dado a un diseño con capacidad de supercrucero una ventaja de rendimiento valiosa en muchas situaciones. El caza postulado habría tenido una velocidad máxima de poco más de Mach 1 y una fracción de combustible superior al 40%, el mínimo requerido para cumplir con el requisito de veinte minutos. El requisito de fracción de combustible requería un diseño muy austero con pocos componentes electrónicos avanzados. La Fuerza Aérea de los Estados Unidos no mostró interés en la propuesta en ese momento, pero años más tarde revivió el término y lo redefinió para aplicarlo a los requisitos del Advanced Tactical Fighter , que resultó en el F-22 Raptor . [10]
Las capacidades de supercrucero del F-22 Raptor se promocionan como una gran ventaja de rendimiento sobre otros cazas, y el supercrucero se ha demostrado hasta al menos Mach 1.8. [13] La capacidad de supercrucero proporciona ventajas para los aviones furtivos , porque una columna de postcombustión refleja las señales de radar y crea una firma infrarroja significativa . [14] Prácticamente todos los cazas antes del crucero F-22 a Mach 0.8–0.9 mientras llevaban una carga de armas normal. [15]
El supercrucero usa más combustible para viajar la misma distancia que a velocidades subsónicas. La Asociación de la Fuerza Aérea estima que el uso de un supercrucero para una carrera de 100 millas náuticas (120 millas; 190 km) como parte de una misión reduciría el radio de combate del F-22 de aproximadamente 600 millas náuticas (690 millas; 1,100 km) a aproximadamente 450 millas náuticas (520 millas; 830 km), pero debido a que la dinámica de vuelo del F-22 está clasificada, esto no está confirmado. [ cita requerida ]
Hay algunos motores en producción que están diseñados para facilitar un supercrucero tácticamente significativo:
- Los dos Pratt & Whitney F119 que impulsan el F-22 Raptor lo convierten en el avión de combate con capacidad de supercrucero más capaz en servicio. El F-22 Raptor puede realizar un supercrucero hasta Mach 1.8 sin tiendas externas. [16] [17]
- El motor EJ200 construido por EuroJet Turbo GmbH montado en el Eurofighter Typhoon . Es capaz de realizar un supercrucero a Mach 1,5 con una carga de misiles de superioridad aérea. [12] Los pilotos de Typhoon han declarado que Mach 1.3 es alcanzable en configuración de combate con almacenes externos. [18]
- El General Electric F414G en JAS 39 Gripen NG está diseñado para supercruceros y se ha demostrado que alcanza Mach 1.2. [19]
- Los dos Snecma M88 que alimentan al Dassault Rafale permiten al Rafale realizar un supercrucero con cuatro misiles y un tanque de caída del vientre. [11]
Independientemente, Rusia está trabajando en Izdelje 30 (después de las modificaciones de los derivados AL31F y AL41F, como el turboventilador 117S) y RD33MKRU Morskaja Osa; un motor AL-41 completamente nuevo con un rediseño completo está en marcha para agregar capacidad de supercrucero al Sukhoi Su-57 . Esto aún tiene que dar sus frutos, pero el motor 117S provisional , producido por este programa, ya puede lograr el objetivo del supercrucero. Durante las pruebas de un caza Su-35BM equipado con estos motores, logró acelerar más allá de Mach 1 sin el uso del postquemador, lo que sugiere que tenía capacidad de supercrucero. Aún está por verse si esto será posible con una carga de combate. [20]
Aeronaves con capacidad de supercrucero
En servicio:
- Dassault Rafale [21]
- Eurofighter Typhoon [22]
- Saab JAS-39E Gripen [23] [24]
- Lockheed Martin F-22 Raptor [25]
- Sukhoi Su-35 [26]
- Sukhoi Su-57 [ cita requerida ]
Anteriormente en servicio:
- General Dynamics F-16N Fighting Falcon [27]
Solo prototipo / experimental:
- BAC TSR-2 [28] [29]
- General Dynamics F-16XL [30]
- Lockheed YF-22 [31]
- Northrop YF-23 [31]
Civil:
- Concorde [32]
Referencias
- ^ "Supercrucero" . Defensa de la aviación . Consultado el 11 de mayo de 2021 .
- ^ "Inteligencia y análisis de defensa y seguridad - IHS Jane's 360" . janes.com . Consultado el 4 de septiembre de 2015 .
- ^ Gunston, Bill (2006). El desarrollo de motores aeronáuticos a reacción y de turbina (4ª edición) . pag. 160. ISBN 0750944773.
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- ^ Planta motriz , ConcordeSST—Describe el ciclo completo del motor del Concorde desde el despegue hasta el aterrizaje, incluido el apagado del recalentamiento para comenzar el supercrucero a Mach 1.7.