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La barrera térmica

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En 1958 entró en servicio el F-105, un avión de combate capaz de alcanzar los 2.200 km/h. En 2005, 47 años después, entro en servicio el F-22, el más sofisticado caza norteamericano que apenas alcanza los 2.450 km/h. ¿Dónde están los aviones hipersónicos prometidos hace tanto tiempo?

Después de hablar de los aviones a pedales ahora toca irse al otro extremo, los aviones más rápidos. Tras la Segunda Guerra Mundial, y el comienzo de la guerra fría en los años 50, se inicio una carrera entre norteamericanos y soviéticos para diseñar y fabricar aviones más rápidos que les permitiesen atacar a su contrincante antes de que pudiese reaccionar. El primer objetivo fue superar la barrera del sonido. Esto se logro primero con un avión- cohete, el X-1, y después con aviones de combate más “convencionales” como el F-100 Super Sabre en 1954. Una estupenda explicación sobre la barrera del sonido repleta de fotos y videos espectaculares puede encontrarse en este artículo de CPI.

Una vez superada la barrera del sonido parecía que la carrera podía continuar sin límites. Los motores eran cada vez más potentes conforme avanzada la técnica. Para los militares, parecía que ni el coste ni el consumo de combustible eran un problema siempre que los resultados lo justificasen. El ejemplo más espectacular fue el fue el SR-71. Este avión consiguió superar el triple de la velocidad del sonido (Mach 3) en 1964.


Pero la física seguía estando ahí. La resistencia aerodinámica de un avión crece con el cuadrado de la velocidad. Si se duplica la velocidad la resistencia no es doble sino cuatro veces la anterior, si se triplica serian nueve veces. Toda la energía perdida por este brutal rozamiento con el aire se acumula en el avión en forma de calor. Un ejemplo sería el Concorde. Durante un vuelo normal el morro del avión alcanzaba los 127 grados de temperatura. En el caso del SR-71, las temperaturas eran muy superiores, con zonas que superaban los 427 grados.

Se utilizaron todos los trucos posibles, fuselaje de titanio de alta resistencia, pintura negra para aumentar la perdida de calor por radiación o superficies rugosas para permitir que el metal se dilatase. Incluso los depósitos de combustibles que tenían fugas en tierra. Estaban diseñados para ser estancos en vuelo, cuando algunas partes del fuselaje se dilataban tras alcanzar los 420 grados centígrados. Estos problemas eran aceptables en un avión militar especializado pero no en un avión civil. El problemas es mayor, mucho mayor, cuando hablamos de velocidades entre 5 y 10 Mach. Solo los materiales cerámicos son capaces de soportar las altas temperaturas necesarias pero su coste y fragilidad, como el accidente del Columbia demostró, impiden su aplicación generalizada. A día de hoy, los aviones hipersónicos siguen estando lejos de nuestro alcance.

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Thalia