Japón trabaja en el diseño de un avión supersónico “silencioso”

Cubrirá distancia entre Tokio y Singapur en solo 3,5 horas

¿Un avión supersónico para un vuelo de 3,5 horas de Tokio a Singapur? ¿Utopía? En 10 o 20 años, este tipo de vuelos podría convertirse en realidad gracias a los progresos realizados por la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA), revela el diario Nikkei.

Los aviones que pueden volar a velocidades superiores a Mach 1 (1.224 kilómetros por hora), con mayor rapidez que las ondas sonoras, se denominan aviones supersónicos.

Casi todos los aviones de combate son supersónicos, así que gran parte de la tecnología ya está disponible. Uno de los principales escollos, sin embargo, para que este tipo de aeronave transporte pasajeros son las explosiones o estampidos sónicos (ruido generado por un objeto cuando sobrepasa la velocidad del sonido) que provocan.

El Concorde podía alcanzar una velocidad máxima de Mach 2, pero fue retirado en 2003 por el ruido que generaba.

Así las cosas, JAXA ha estado trabajando en el diseño de un avión supersónico de pasajeros “silencioso”. Una prueba reciente con un modelo experimental en Suecia sugiere que la agencia nipona está en el camino correcto.

El test se llevó a cabo en julio en el Centro Espacial Esrange con un planeador supersónico no tripulado Silent SuperSonic Concept Model (S3CM), que fue elevado a una altura de 30.000 metros por un globo y luego soltado. Unos sensores midieron las ondas de choque que llegaron a la tierra mientras el planeador alcanzaba una velocidad máxima de Mach 1,39 en caída libre.

«Atenuar el estampido sónico es el mayor problema que enfrentamos con los aviones supersónicos», explica Kenji Yoshida, de JAXA.

Un objeto que se mueve más rápido que el sonido comprime fuertemente el aire, creando una zona de alta presión que se propaga en todas direcciones como una onda de choque, explica Nikkei.

Este tipo de onda de choque rompió las ventanas de miles de edificios cuando un meteorito cruzó la ciudad rusa de Chelyabinsk en 2013.

En 1976, el Concorde se convirtió en el primer avión supersónico de pasajeros que ofrecía vuelos internacionales regulares, haciendo el viaje entre París y Nueva York en tan sólo 3 horas y 45 minutos.

¿El boom de los aviones supersónicos? Parecía que sí. Incluso Japan Airlines consideró tener una de estas naves.

Sin embargo, hubo un grueso error de cálculo. Los ingenieros que diseñaron el avión en la década de 1960 asumieron que si volaba a gran altura las ondas de choque podían debilitarse lo suficiente antes de que se acercaran a tierra para eliminar la necesidad de tomar en consideración las explosiones sónicas en sus planes de diseño.

Los vuelos de prueba, no obstante, mostraron que el Concorde era mucho más ruidoso de lo esperado. La constatación fulminó la idea de utilizar el avión en rutas transcontinentales. Restringido a rutas transoceánicas, no hubo suficiente demanda para justificar la producción en masa del Concorde, cuya fabricación era costosa. Además, consumía mucho combustible y fue retirado.

Cuanto más se comprime el aire en torno a un objeto en movimiento, más poderosa es la onda de choque y la velocidad a la que viaja. En el caso del Concorde, las alas causaban una mayor compresión de aire, motivo por el cual las más potentes ondas de choque de las alas viajaban lo suficientemente rápido como para alcanzar a las menos potentes ondas de choque de la nariz antes de que llegaran al suelo, generando así una onda de presión más grande y un estampido más fuerte.

Un proceso similar pero en sentido opuesto tiene lugar en el extremo de la cola del avión, donde el aire a través del cual el avión acaba de pasar es fuertemente descomprimido creando una onda de choque. Cuando el aire llena nuevamente el espacio, se genera otra onda de choque y estos se combinan para producir el segundo estampido sónico.

Cualquier avión que vuela más rápido que el sonido genera ondas de choque. Es inevitable. Por ello, JAXA está trabajando en el diseño de un avión de pasajeros supersónico cuya nariz y cola generen ondas de choque más potentes que viajen lo suficientemente rápido como para mantenerse por delante de las ondas de choque de las alas.

La nariz del avión tiene una forma redondeada y plana como el pico de un ornitorrinco, y ha sido diseñada para comprimir el aire con más fuerza, lo que resulta en ondas de choque que viajan más rápido.

Por su parte, la cola está diseñada para descomprimir fuertemente el aire y crear ondas de choque que puedan anular las ondas generadas en la parte delantera del avión.

Puesto que las ondas de choque generadas por las diferentes partes del avión no se unen, el pico de presión creado por la nave es menor, atenuando el ruido.

Las mediciones registradas durante la prueba en Suecia mostraron que el modelo S3CM, construido con apoyo de Fuji Heavy Industries, generó una presión un 32 % menor que un modelo Concorde del mismo tamaño.

JAXA espera utilizar este nuevo diseño para desarrollar un avión supersónico de 70 toneladas y 50 asientos en 2030. Las simulaciones por computadora indican que el diseño puede reducir las ondas de choque en un 75 %. Por lo expuesto hasta aquí, solo parece cuestión de tiempo que empecemos a volar en uno de estos aviones. (International Press)