Un motor capaz de transformar una onda de choque en propulsión estable: esa es la idea detrás de un reciente avance tecnológico. En China, un equipo de investigadores ha desarrollado un sistema que podría redefinir los vehículos supersónicos y los problemas asociados a sus motores.
Imagen Universidad de Tsinghua
Desde la década de 1950, los motores de detonación han generado un interés creciente en la aeronáutica. Estos motores aprovechan la potencia de las ondas de combustión supersónicas para aumentar la eficiencia energética. Sin embargo, su adopción sigue limitada por la inestabilidad del empuje y las limitaciones técnicas aún insalvables.
En este contexto, la Universidad de Tsinghua, en Pekín, ha anunciado el Ram-Rotor Detonation Engine (RRDE). Al combinar un compresor inspirado en el ram-rotor con una detonación rotativa, este motor ofrece un funcionamiento continuo, un avance significativo para este tipo de propulsión.
El funcionamiento se basa en un ciclo continuo: el aire comprimido, mezclado con combustible, se enciende mediante ondas de choque, generando un empuje constante. Este sistema asegura una estabilidad única, incluso a velocidades de hasta Mach 4,2, según las pruebas realizadas.
Los investigadores explican que este motor se diferencia por su estructura compacta y su eficiencia excepcional. El rotor, equipado con palas helicoidales, optimiza la compresión de la mezcla aire-combustible en condiciones ideales para una detonación uniforme, independientemente del flujo de entrada.
Estructuras típicas de los RRDE. (a) Esquema variando el grosor de la lámina; (b) Esquema variando las dimensiones radiales del rotor.
Además, las simulaciones numéricas han confirmado que la detonación permanece estacionaria en la configuración propuesta. Esto permitiría una adaptación a variaciones de parámetros como el flujo de aire o la mezcla de combustible, garantizando así un rendimiento sólido.
A pesar de estos éxitos, persisten ciertos obstáculos. La estabilización de las ondas de detonación y la gestión del calor se encuentran entre los desafíos pendientes. El equipo considera, no obstante, estas dificultades como pasos esenciales hacia una adopción a gran escala.
Si estos esfuerzos se materializan, el RRDE podría convertirse en una solución clave para los vehículos supersónicos, abriendo nuevas perspectivas en la aeronáutica y la exploración espacial.
¿Qué es un motor de detonación rotativa?
Un motor de detonación rotativa es un tipo de motor que utiliza ondas de detonación para generar empuje. A diferencia de los motores de combustión convencionales, aprovecha la combustión supersónica, donde una onda de choque atraviesa una mezcla de aire y combustible, liberando energía de manera eficiente.
En este motor, una cámara anular concentra las ondas de detonación, que giran alrededor de un eje central. Esta rotación mantiene una combustión continua, eliminando las interrupciones de ciclo observadas en otros motores de detonación.
Su principal ventaja radica en el aumento de presión, lo que mejora la eficiencia energética y el empuje. Sin embargo, su complejidad técnica, en particular la estabilización de las ondas, sigue siendo un obstáculo para su adopción a gran escala.
Los motores de detonación rotativa prometen una propulsión compacta y eficaz, abriendo camino a aplicaciones en la aviación supersónica y espacial.