EL SKYLON Y EL MOTOR SABRE

Tal vez ya muchos lectores y amigos conocen acerca de este proyecto inglés, el SKYLON, que se remonta al año 1982 y cuyos prototipos estarán listos aún de aquí a 5 años, pero se tratará sin duda de una verdadera revolución en el campo aeronáutico civil o militar. El presente artículo versará más precisamente acerca de los motores (reactores) llamados SABRE que impulsan al SKYLON, no obstante podemos irnos haciendo una idea general del avión en sí y donde es que van ubicados los motores. Veamos algunas imágenes del diseñador, la empresa REACTION ENGINES LIMITED.

 



Nosotros describiremos (en español) el motor SABRE en los aspectos más relevantes de la ingeniería y funcionalidad.

Es necesario destacar que el SABRE no es ni un motor convencional ni cohete motor a reacción, sino un híbrido que utiliza aire del ambiente a bajas velocidades / altitudes, y se almacena oxígeno líquido a mayor altitud.

En la parte delantera del motor hay una entrada de cono simple que ralentiza el aire a velocidades subsónicas utilizando dos reflexiones de choque. Parte del aire pasa entonces a través de un pre-enfriador en el núcleo central, y el resto pasa directamente a través de un anillo de derivación. El núcleo central de SABRE detrás del pre-enfriador utiliza un turbo-compresor que funciona siguiendo un ciclo Joule-Brayton de helio gaseoso que comprime el aire y lo inyecta a cuatro cohetes de ciclo combinado de las cámaras de combustión del motor de alta presión. El oxígeno también alimenta a la unidad de combustión, utilizando una turbobomba.

¿Cuál es la función del pre-enfriador?

A medida que el aire entra en un motor a velocidades supersónicas / hipersónicos, se vuelve muy caliente debido a los efectos de compresión. Las altas temperaturas son tradicionalmente tratadas en motores a reacción mediante el uso de cobre pesado o materiales a base de níquel, mediante la reducción de la relación de presión del motor, y por estrangulación de nuevo en el motor a las velocidades más altas para evitar la fusión. Sin embargo, para un avión como Skylon, tales materiales pesados son inutilizables, y maximizar el empuje es necesario para levantar vuelo a la mayor brevedad minimizando las pérdidas por efecto de la gravedad. En lugar de ello, el uso de un circuito de refrigerante de helio gaseoso enfría drásticamente el aire desde 1000 ° C a -150 ° C en un intercambiador de calor evitando al mismo tiempo la licuefacción del aire o bloqueo de la congelación de vapor de agua. Este intercambiador es el "pre-enfriador".

El turbocompresor y el ciclo Brayton de Helio.

Como se indicó más arriba, el turbocompresor es accionado por una turbina de gas que ejecuta un ciclo Brayton de helio, en lugar de por los gases de combustión como en un motor a reacción convencional. El turbocompresor es accionado por el calor de desecho recogido por el ciclo de helio. El helio "caliente" del pre-enfriador de aire se recicla por enfriamiento en un intercambiador de calor con el combustible de hidrógeno líquido. El ciclo Brayton, refrigera las partes críticas del motor y al mismo tiempo acciona las turbinas. El calor pasa entonces del aire al helio. Esta energía térmica se utiliza para alimentar varias partes del motor y para vaporizar hidrógeno quemado en las cámaras de combustión.

En el video siguiente podremos apreciar una animación completa del funcionamiento de los motores, resumiendo gráficamente lo explicado más arriba.

Estimados amigos. Este es el mes de aniversario del blog y por he elegido un tema especial. Las próximas entregas continuaremos con lo referente a lubricación industrial. Sean bienvenidos quienes visiten y se unan a nuestra página de Facebook. Esperamos como siempre sus comentarios e inquietudes. Un cordial saludo para todos.