l 14 de abril de 1986, la Fuerza Aérea de EE. UU. perdió un avión supersónico F-111 en el espacio aéreo de Libia. El avión había participado en un ataque aéreo de represalia contra terroristas libios que habían atacado a miembros del servicio estadounidenses, y aunque la Fuerza Aérea calificó el ataque aéreo como un éxito, no esperaban perder el F-111 o su tripulación de dos. Muammar al-Qaddafi, el líder despótico de Libia, había establecido una “línea de muerte” a lo largo del golfo de Sidra, un nido de avispas de sistemas de defensa aérea que intentaría derribar todo lo que se atreviera a cruzarlo. Ahora la amenaza tenía sustancia y los estadounidenses tenían que cruzar la línea nuevamente.
Al día siguiente, 15 de abril, la Fuerza Aérea asignó otro avión para volar al espacio aéreo libio y evaluar los daños para los oficiales de inteligencia estadounidenses. Debido a que había transcurrido tan poco tiempo entre esta misión y la anterior, la línea de la muerte estaría preparada para otra incursión. Había un avión capaz de realizar un vuelo tan atrevido: los pilotos lo llamaban Habu, el pit viper, pero la mayor parte del mundo lo llamaba SR-71 Blackbird.
Lockheed Martin desarrolló el SR-71 como un «proyecto negro» bajo secreto supremo, y fue diseñado en torno a un concepto simple: nada podría derribarte si no pudiera atraparte. La velocidad máxima del Blackbird, Mach 3.2, estableció nuevos récords para los aviones con motor a reacción, pero en una ruta de vuelo preestablecida contra misiles tierra-aire libios, que se cree que son SA-2 y SA-4 de diseño soviético capaces de Mach 5. velocidades—tendría que empujar más allá de sus límites.
Según el mayor Brian Shul, el piloto del SR-71, los misiles libios se dispararon hacia el cielo tan pronto como el Blackbird cruzó la línea de la muerte. El avión ya estaba gritando a su velocidad máxima aparente, Mach 3.2, pero Shul empujó al SR-71 aún más fuerte, tratando de vencer a los misiles en el giro de la ruta de vuelo que sacaría al avión de Libia y lo llevaría a un lugar seguro. Cuando el Blackbird aceleró, superó sus límites de seguridad, sus dos motores a reacción J-58 tragaron 100,000 pies cúbicos de aire por segundo. El indicador de velocidad de avance de Shul marcó más de Mach 3,31, más rápido que 2500 millas por hora.
Más indicadores de misiles iluminaron la cabina. El SR-71 superó los 70.000 pies, huyendo de los cohetes que podrían alcanzarlo desde abajo. Mientras se alejaba de Libia, el indicador de velocidad del avión marcaba Mach 3,5, más rápido que una bala disparada por un M-16. Un estampido sónico retumbó en el suelo cuando el avión llegó a un lugar seguro, una tarjeta de presentación audible de lo que sigue siendo el avión de propulsión a chorro más rápido que se sabe que vuela para cualquier nación.
La historia del improbable escape del SR-71 sobre Libia afirmó la velocidad como una herramienta defensiva fundamental. Según algunas leyendas particularmente elogiosas, el avión vio amenazas de más de 4.000 misiles durante sus tres décadas de servicio, y ninguno hizo contacto. Hoy en día, el sigilo es la principal estrategia para eludir las defensas aéreas enemigas, pero a medida que los misiles hipersónicos entran en servicio en Rusia y China, la velocidad está resurgiendo en importancia por primera vez en casi cuatro décadas. Y mientras los programas de misiles hipersónicos de Estados Unidos se están quedando atrás, el legado del SR-71 parece haber inspirado un plan secreto para que la Fuerza Aérea gane la carrera armamentística hipersónica de otra manera. El salvador estadounidense podría no ser un misil, sino un avión: el casi mítico bombardero Lockheed Martin SR-72. Poco se sabe sobre el programa de alto secreto que desarrolla la tecnología necesaria para dar vida al avión hipersónico, pero sí sabemos que tiene un nombre: Proyecto Mayhem. A través de entrevistas con expertos y analistas, estudiando detenidamente documentos gubernamentales y buscando pistas en las escasas declaraciones e imágenes públicas, hemos reunido la imagen más completa de cómo podría ser la próxima arma hipersónica de Estados Unidos y qué tan bien se compara con la la mejor tecnología de Rusia y China.
La carrera por la supremacía de la velocidad adquirió mayor urgencia en marzo de 2018, cuando el presidente ruso, Vladimir Putin, anunció que poseía el primer misil hipersónico operativo del mundo, el Kh-47M2 Kinzhal. Las armas hipersónicas son ciertamente rápidas (el término «hipersónicas» describe velocidades de vuelo superiores a Mach 5), pero es la combinación única de velocidad y maniobrabilidad de estas armas lo que confunde a las defensas aéreas modernas. Incluso los sistemas de defensa más modernos no pueden interceptar con precisión las plataformas que se mueven a velocidades hipersónicas mientras cambian de rumbo. Como resultado, Rusia, China y Estados Unidos compiten para lanzar diferentes tipos de misiles hipersónicos. Rusia y China afirman tener algunos en servicio; Estados Unidos aparentemente se está quedando atrás.
Una posible razón de ese retraso, dicen los analistas, es que los planes de Estados Unidos para la tecnología hipersónica son más ambiciosos que simplemente impulsar una ojiva más allá de Mach 5. Un objetivo es desarrollar un avión hipersónico reutilizable que pueda frustrar las defensas aéreas enemigas y evitar el costo prohibitivo. de armas hipersónicas de un solo uso. Estados Unidos ha buscado esta capacidad durante décadas; según esta medida, una vez lideró el mundo en tecnología hipersónica. En 1957, Boeing propuso el avión espacial X-20 Dyna-Soar para bombardeo y reconocimiento (Neil Armstrong fue uno de los pilotos elegidos para el programa), y en 1967, el piloto de pruebas de la Fuerza Aérea William “Pete” Knight voló su avión norteamericano propulsado por cohetes. X-15A-2 a una velocidad de Mach 6,7. En 2004, el X-43A impulsado por scramjet de la NASA alcanzó Mach 9,6, y en 2007.
Para 2015, el SR-72 ya no estaba escondido detrás de un velo de «proyecto negro»: su página en el sitio web de Lockheed Martin anunciaba que podría estar en servicio para 2030. Hasta marzo de 2018, Lockheed hizo públicos sus esfuerzos para desplegar el SR-72, pero inmediatamente después del discurso de Putin anunciando el Kinzhal, la compañía eliminó cualquier mención externa del avión, ya sea porque abandonó el esfuerzo o porque fue empujado de regreso al oscuro mundo de los proyectos que utilizan fondos clasificados.
Mientras tanto, las armas hipersónicas desplegadas por los competidores estadounidenses hasta el momento son similares a los misiles balísticos, aunque mucho más rápidos. Conocidos como vehículos boost-glide, son propulsados a velocidades hipersónicas por un cohete antes de separarse y deslizarse hacia su objetivo a velocidades de hasta Mach 20. La forma en que las armas boost-glide cambian de rumbo sigue siendo un secreto, pero expertos como Chris Combs de la Universidad de Texas en San Antonio, que se especializa en hipersónica e ingeniería aeroespacial, sugiere que probablemente se haga usando una combinación de propulsores de gas y superficies de control hidráulicas.
El otro tipo de arma hipersónica, que aún no ha llegado al servicio de ninguna nación, es el misil de crucero hipersónico, impulsado por un motor estatorreactor de combustión supersónica, o scramjet, la misma tecnología de propulsión experimental que se cree que se utiliza para el SR-72. Un misil de crucero hipersónico vuela de manera similar a un avión o un avión no tripulado suicida, pero no funciona bien a bajas velocidades porque el sistema de compresión de su motor se basa en el aire que ingresa rápidamente al motor. “Los sistemas scramjet que respiran aire generalmente requieren un propulsor de cohete para comenzar”, dice Combs.
Y actualmente, todas las armas hipersónicas comparten una desventaja común: el costo. Una evaluación reciente del Pentágono reveló que la cosecha actual de misiles hipersónicos en desarrollo de Estados Unidos podría costar entre $ 89,6 millones y $ 106 millones cada uno. Eso es más que un avión de combate F-35A, caro hasta el punto de ser prohibitivo. Sin embargo, en agosto de 2020, la Fuerza Aérea creó un nuevo programa para su creciente campo de esfuerzos hipersónicos (70 proyectos en total, a partir de 2021). Este, conocido como Mayhem, tiene como objetivo desplegar un «crucero de múltiples misiones» impulsado por un sistema de propulsión «hipersónico de respiración de aire», una forma técnica de describir un ramjet o scramjet. Solo en términos de costo, un crucero multimisión hipersónico podría cambiar significativamente las reglas del juego. En términos de capacidad, podría cambiar el equilibrio mundial de poder hipersónico de regreso a Estados Unidos.
De acuerdo con un aviso de contrato de la Fuerza Aérea publicado en diciembre de 2021, Mayhem tiene como objetivo desplegar una plataforma de «ISR [inteligencia, vigilancia y reconocimiento] y ataque hipersónico multimisión que pueda transportar al menos tres tipos de cargas útiles. Dos de ellos son tipos de armas, enumerados en los documentos de la Fuerza Aérea como un «efecto de área» y una «carga útil unitaria grande», mientras que el tercero estaría dedicado a la antigua especialidad del SR-71, el reconocimiento. Según esos documentos, es probable que el arma que se está desarrollando bajo Project Mayhem no sea un misil hipersónico, sino un dron hipersónico con los mismos parámetros operativos que el rumoreado SR-72.
Además, parece que los militares están desarrollando un nuevo tipo de motor para propulsar el SR-72. Como la NASA ha aprendido a través de años de pruebas experimentales, un motor scramjet tradicional no cumpliría con las necesidades del propósito multimisión del Proyecto Mayhem, ya que los scramjets funcionan solo a altas velocidades. En cambio, Lockheed Martin parece estar desarrollando un scramjet de ciclo combinado que incorpora un motor a reacción tradicional en su diseño. Un motor de ese tipo sería un gran avance con respecto a lo que está disponible ahora y requeriría una ingeniería sofisticada para resolver los numerosos desafíos de diseño. Es probable que sea lo que está frenando el proyecto.
Los motores a reacción convencionales utilizan un compresor centrífugo, o aspas de ventilador giratorias, para comprimir el aire que entra antes de mezclarlo con el combustible y detonarlo para la propulsión. Los Scramjets renuncian a un compresor a favor de usar la inmensa presión del flujo de aire de alta velocidad en el motor. Como resultado, los scramjets soportan velocidades más altas que los motores a reacción, pero a velocidades más bajas, la presión del aire entrante no es suficiente para que el scramjet funcione bien. Eso significa que una plataforma impulsada por un scramjet no puede volar lo suficientemente lento como para aterrizar y, como tal, solo se puede usar una vez. Pero un scramjet de ciclo combinado que incorpore un motor a reacción tradicional podría volar como un avión y es factible ver un uso repetido. “Este tipo de motor podría revolucionar los viajes aéreos y la defensa”, dice Combs.
En lugar de destruir un scramjet costoso usándolo para impulsar un misil de un solo uso, Mayhem puede usar un scramjet de ciclo combinado para impulsar un dron. Este sistema usaría el motor a reacción tradicional para despegar y acelerar a alrededor de Mach 3 antes de hacer la transición a un scramjet que lo lanzaría más allá de Mach 5. Una vez en el espacio aéreo enemigo, Mayhem podría desplegar bombas y misiles convencionales de bajo costo en objetivos, o realizar reconocimiento, antes de volar a casa para rearmarse y hacerlo todo de nuevo, al igual que el SR-71 de Brian Shul sobre Libia.
Es atractivo en teoría, pero confuso e incluso paradójico desde el punto de vista de la ingeniería. El sistema de compresión de una turbina impide el flujo de aire por diseño, pero un scramjet necesita un flujo de aire sin obstrucciones para funcionar. Un motor exitoso tendría que fusionar dos diseños aparentemente contradictorios. “Es difícil construir aviones de crucero hipersónicos que puedan despegar de una pista”, dice Skyler Shuford, director de operaciones de Hermeus, una empresa emergente que desarrolla un avión estatorreactor reutilizable conocido como Quarterhorse. (En los motores estatorreactores, la combustión tiene lugar a velocidades subsónicas). “Lo que es óptimo para el despegue es muy diferente de lo que es óptimo para romper la barrera del sonido, y ambos son muy diferentes de lo que es óptimo a velocidades hipersónicas. Muchos de estos [factores] son extremadamente sensibles y difíciles de predecir sobre el terreno”.
Los desafíos inherentes al desarrollo incluso de los scramjets normales son inmensos, particularmente cuando se trata de encender una mezcla de aire y combustible a medida que pasa a través de un motor a una velocidad superior a la del sonido. (Combs llama a este desafío «retención de llamas»). Hasta la fecha, ninguna nación ha logrado instalar un sistema de propulsión scramjet en un misil, y mucho menos en un avión, aunque EE. UU. ha realizado algunas pruebas alentadoras. Durante el otoño de 2021, Northrop Grumman realizó un vuelo exitoso de un scramjet del tamaño de un misil como parte del programa Concepto de arma de respiración de aire hipersónico (HAWC) de DARPA, y en marzo de 2022, Lockheed Martin hizo lo mismo como parte del mismo esfuerzo. .
La tecnología que impulsa Mayhem es una extensión de los sistemas scramjet que se encuentran actualmente en HAWC, pero los scramjets utilizados para HAWC ofrecen solo la mitad de la receta de ciclo combinado necesaria para una plataforma como Mayhem o el SR-72. Para que Mayhem vuele como un avión, la Fuerza Aérea aún necesita desarrollar una forma de incorporar un motor a reacción tradicional en la mezcla sin bloquear el flujo de aire en el scramjet o hacer que el avión sea demasiado pesado para volar.
La carrera armamentista hipersónica corre paralela a la tecnología de aviones furtivos, pero, no obstante, afecta la forma en que los militares desarrollan y utilizan esa tecnología. Estados Unidos es el líder mundial obvio en esta área. Cuenta con dos cazas furtivos en servicio, el F-22 y el F-35, y el único bombardero furtivo operativo del mundo, el B-2 Spirit. Estados Unidos tiene dos cazas furtivos de próxima generación en desarrollo, además de un sucesor del B-2. Pero otras naciones están comenzando a implementar contrasistemas efectivos.
La tecnología furtiva está limitada por la física cuando se utiliza en un avión de combate. Para ofrecer las acrobacias aéreas necesarias para la clase de caza, estos jets necesitan colas verticales, superficies de control móviles como flaps y alerones, y bocas abiertas para alimentar las turbinas del jet dentro del fuselaje. Estos elementos son propensos a producir retornos de radar fácilmente legibles. Los jets furtivos no son en realidad invisibles al radar; simplemente reflejan una energía mínima. De hecho, muchos pueden detectarse fácilmente utilizando bandas de radar de baja frecuencia.
Los sistemas de detección inteligentes asocian estas matrices de baja frecuencia con otros instrumentos y misiles tierra-aire (en 1999, esta combinación derribó un F-117 Nighthawk furtivo con un SA-2 de la era soviética) o matrices de radar multiestáticas que pueden leer retornos desde múltiples áreas, no solo desde donde se transmitió la señal. La sofisticación añadida ha preocupado a la Fuerza Aérea; sus expertos han evaluado que más allá de 2030, incluso el F-22 ya no podrá sobrevivir en el espacio aéreo en disputa.
Eso deja una oportunidad, y una necesidad urgente, para el enfoque de velocidad primero de Project Mayhem. La propulsión scramjet de ciclo múltiple haría que un avión fuera tan imposible de detener como un misil hipersónico. El avión teledirigido producido por Mayhem podría volar hacia territorio enemigo, atacar a un objetivo o recopilar inteligencia, y volar de nuevo sin ser derribado. Y como ha explicado el secretario de la Fuerza Aérea, Frank Kendall, sobre otros programas de drones en desarrollo, no tener un piloto a bordo puede permitir que la aeronave corra mayores riesgos.
Eso representaría un ahorro significativo en costos de más de $ 100 millones en misiles hipersónicos. La mayor parte del arsenal estadounidense de misiles y bombas lanzados desde el aire varía en costo desde decenas de miles hasta unos pocos millones de dólares cada uno. En lugar de que estas armas se consideren obsoletas, podrían seguir siendo igual de efectivas si se lanzan a objetivos a velocidades hipersónicas desde el interior de la bahía de bombas de un avión. Un avión scramjet de ciclo combinado como el SR-72 de Lockheed Martin podría permitir a los EE. UU. superar las capacidades de alto Mach que están desplegando Rusia y China, y podría transportar muchas de las municiones existentes de los EE. UU. a la era hipersónica.
Por desgracia, poner diferentes cargas útiles en un avión hipersónico requiere más delicadeza que simplemente atarlos a un ala de la misma manera que uno podría atar el equipo de campamento encima de una minivan. «Ir a Mach 5 y más rápido genera niveles extremos de calor, lo que impulsa la necesidad de materiales, sensores y componentes electrónicos innovadores para soportar tales velocidades a lo largo de su viaje», dice Dave Berganini, vicepresidente de sistemas hipersónicos y de ataque en Lockheed Martin Missiles and Fire Control. . “Estos sistemas deben poder mantener conexiones de comunicación constantes para realizar técnicas de maniobrabilidad precisas y superar una variedad de sistemas de defensa y entornos extremos”. En otras palabras, debe mantener las bolsas encima de la minivan mientras conduce a 3800 millas por hora, esquivando baches y esquivando el tráfico que se aproxima al mismo tiempo.
Si bien la información oficial es escasa, están surgiendo algunas pistas de que la Fuerza Aérea de EE. UU. y sus socios Mayhem pueden estar más avanzados de lo que muchos pensaron inicialmente, o incluso creyeron posible. En enero de 2018, aproximadamente un mes antes de que Putin iniciara la carrera de misiles hipersónicos, Jack O’Banion, vicepresidente de estrategia y requisitos del cliente para programas de desarrollo avanzados de Lockheed Martin, discutió el SR-72 oficialmente en una conferencia como si ya existió. Parecía sugerir que los sistemas de propulsión scramjet de la aeronave ya habían sido probados, y cuando apareció una representación artística del SR-72 en la pantalla detrás de él, O’Banion le dijo a la multitud que la aeronave solo podría haberse construido gracias a la «tecnología digital». transformación.»
“[El motor] se habría derretido en escoria si hubiéramos intentado producirlo hace cinco años”, dijo O’Banion. “Pero ahora podemos imprimir digitalmente ese motor con un sofisticado sistema de enfriamiento integral en el material del propio motor, y hacer que ese motor sobreviva para múltiples encendidos para la operación de rutina”. Más tarde, O’Banion dijo a la prensa que «la aeronave también es ágil a velocidades hipersónicas, con arranques de motor confiables».
Aunque Lockheed Martin eliminó cualquier mención del SR-72 de su sitio web solo unos meses después, EE. UU. ha dado a entender que Project Mayhem podría tener alguna intersección con el avión que se rumorea desde hace mucho tiempo, o al menos un jet hipersónico en general. En diciembre de 2021, el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea a cargo del desarrollo de nuevas tecnologías de guerra publicó un documento de contratación actualizado para Mayhem que eliminó términos clave como «prescindible» y «demostrador» de su descripción. También afirmó que el vehículo Mayhem deberá ejecutar «múltiples misiones» con un sistema hipersónico de respiración de aire.
La relación entre el desarrollo del SR-72 y el avión del Proyecto Mayhem no está clara: los proyectos podrían tomarse prestados unos de otros o no estar relacionados en absoluto. Es posible que cuando Lockheed Martin eliminó el SR-72 de su lista de proyectos públicos, estaba renunciando al esfuerzo. También es posible que el contexto de alto riesgo de una Rusia y China con capacidad hipersónica hayan empujado al SR-72 a las profundidades secretas de la bóveda de programas clasificados de la Fuerza Aérea.
Lockheed Martin no lo dirá, pero el 2 de junio, el contratista emitió un comunicado sobre el avión ficticio, de ciclo combinado, propulsado por scramjet llamado Darkstar que aparece en el éxito de taquilla de aviación de este verano, Top Gun: Maverick . Skunk Works de Lockheed Martin no solo ayudó a diseñar y construir una maqueta a gran escala del avión hipersónico para filmar, sino que también insinuó en una declaración que el rendimiento del avión podría ir más allá de la magia cinematográfica: «Las capacidades de Darkstar podrían ser más que meras ficción. Podrían ser la realidad”.
Si Mayhem finalmente produce algo como el SR-72 u otra plataforma hipersónica, parece claro que la tecnología scramjet de ciclo múltiple del programa es una cuestión de «cuándo», no de «si». Pero a medida que la ventaja de sigilo de Estados Unidos se reduce y sus posibles oponentes cercanos ganan fuerza tecnológica, la cuestión de «cuándo» se vuelve más importante que nunca.
FUENTE: www.popularmechanics.com
