Astrofísica

¿Por qué el vuelo hipersónico, como se muestra en Top Gun: Maverick, es tan importante?

El vuelo hipersónico es importante para nosotros, ya que avanza en el ámbito militar y de inteligencia, las ciencias de los materiales y la aviación comercial.

La búsqueda de la ambición de un hombre no se limita a él; se expande a fuerzas mucho mayores que las suyas. Ya se trate de ríos, vientos suaves y la luz del sol, o la fisión interminable del átomo, el valor y la determinación del hombre difícilmente pueden ser menospreciados. Entre los muchos logros está la búsqueda de la velocidad.

Los aficionados al cine y la aviación entre nosotros recordarán la insoportable secuencia de Tom Cruise empujando la velocidad Mach 10 en un avión de proyecto secreto en la película Top Gun: Maverick. Pero hoy, para la persona promedio, ¿por qué es tan importante el vuelo hipersónico? ¡Vamos a averiguar!

Fundamentos de las velocidades sónicas

La velocidad del sonido es uno de los hitos más importantes para la velocidad de la luz, solo superada por la velocidad de la luz. Aunque la física se divide en torno a un cuerpo con masa distinta de cero que alcanza la velocidad de la luz, la velocidad del sonido no presenta tal barrera. Cuando los objetos alcanzan velocidades altas comparables a la velocidad del sonido, sus velocidades se miden como una proporción de la velocidad del sonido en el mismo medio. Esta relación, conocida como número de Mach, es útil para poner la velocidad en perspectiva.

Dado que los números de Mach se definen generalmente para aeronaves y otros cuerpos aerotransportados, se estima que la velocidad del sonido es de aproximadamente 761 millas por hora, al nivel medio del mar, a una temperatura de 20 grados centígrados. Cualquier vuelo exactamente a la velocidad del sonido da como resultado un número de Mach de 1 y se llama vuelo justo.

Los regímenes de Mach para varios rangos se definieron en estas relaciones y se resumen a continuación:

= Velocidad del objeto / Velocidad del sonido en ese medio
Alto – hipersónico 10.0-25
hipersónico 5.0-10.0
Supersónico 1.3-5.0
Transverso 0.8-1.3
Subsónico <0.8

¿Por qué es tan importante para nosotros la velocidad del sonido?

El vuelo hipersónico no es tan reciente como la película Top Gun: Maverick podría hacerte creer. Se logró por primera vez a nivel de equipo y fuera del equipo en la década de 1950.

¿Cómo afecta el cine a la vida real, te preguntarás? Antes de continuar con esto, aquí hay una revisión de Top Gun: Maverick desde una perspectiva científica.

Los vuelos a velocidades supersónicas y más altas son un gran problema. Influyen en varios campos de la ciencia, la tecnología y el comercio, por lo que vale la pena estudiarlos.

1. Sube de rango para las fuerzas militares

La capacidad de lograr un vuelo de Mach alto reduce significativamente el tiempo de vuelo y, por lo tanto, el tiempo de reacción de las fuerzas armadas. Sin embargo, el tiempo de respuesta más rápido no es la única ventaja de los vuelos hipersónicos. Los vehículos hipersónicos, por diseño, tienen una sección transversal de radar baja, lo que los hace muy difíciles de detectar con radar. Este diseño también les permite ser muy ágiles, reduciendo la posibilidad de ser interceptados por naves enemigas, así como por misiles.

Soviético, Más allá, Radar, Estación, Muelle, En, El, Chernobyl, Exclusión, Zona

Por otro lado, los avances en el vuelo hipersónico también conducen a avances en los dispositivos de interceptación hipersónicos. Esto contribuye al desarrollo de la tecnología de comunicación por satélite y radar.

2. Avances en vuelos espaciales

En investigaciones realizadas por agencias espaciales como la NASA, se ha perfilado claramente el uso de vuelos hipersónicos. Los vehículos hipersónicos tienen velocidades similares a los requisitos para poner en órbita una nave espacial.

Actualmente, el mayor obstáculo al que se enfrentan los ingenieros aeronáuticos es el uso de cohetes propulsores. Los propulsores de cohetes son tanques de combustible desmontables que proporcionan oxígeno combustible para ayudar a las naves espaciales a escapar de la atracción gravitacional de la Tierra. Sin embargo, aumentan el peso del barco, lo que reduce su eficiencia.

Espacio, Lanzadera, Vuelo, Sobre, La, Nube., 3d, Vista.

Los sistemas de propulsión hipersónicos, a saber, los motores ramjet y scramjet, se han mostrado muy prometedores en este sentido. Pueden propulsar naves espaciales con su propio poder, lo que elimina la propulsión de cohetes. También dependen del oxígeno de la atmósfera, lo que elimina la necesidad de llevar un cohete propulsor. Esto podría reducir la voluminosa infraestructura necesaria para construir y colocar de forma segura naves espaciales en el espacio.

3. Avances en ingeniería de materiales

La criticidad de la interacción de un cuerpo en movimiento con su atmósfera inmediata aumenta con su velocidad. A velocidades hipersónicas, las moléculas de aire se dividen en dos o más partes en lo que se denomina dispersión molecular. Esto genera enormes cargas termomecánicas, capaces de triturar incluso los aceros más fuertes. El vuelo hipersónico también afecta la biología de cada piloto, debido a las fuerzas G masivas y sostenidas, que pueden ser fatales si no se tienen en cuenta adecuadamente.

Pool, Space, &,Rocket,Center,,Huntsville,,Al/usa,-,Diciembre,2i

La solución es el desarrollo de estructuras y sistemas de protección que puedan soportar estas fuerzas sin afectar la velocidad de la aeronave. Por lo tanto, la búsqueda del vuelo hipersónico está tratando de progresar en la intersección de la biología, las ciencias materiales y la tecnología.

4. Viajes aéreos comerciales más rápidos y confiables

Para que los vuelos hipersónicos sean una solución a largo plazo a un problema mayor que un experimento único, se han logrado avances importantes en la tecnología y la seguridad de los motores. A nivel comercial, el mítico avión Concorde ya ha intentado un vuelo supersónico. Aunque inviable en ese momento, los viajes aéreos a velocidades comparables o superiores a la velocidad del sonido están a punto de regresar.

Fairford, Gloucester, Reino Unido, 07.20.1996:,British,Airways,Concorde,G-boab,Take,Off

Aunque los entusiastas de los vuelos supersónicos modernos piensan que la opción es más limpia y ecológica que la aviación comercial, no existe una respuesta clara para lograrlo. Tampoco está claro en este momento si esa tecnología se puede adaptar a la infraestructura de aeronaves existente. Sin embargo, la ventaja más obvia de los vuelos supersónicos e hipersónicos es la reducción del tiempo de viaje sin comprometer la seguridad.

última palabra

Claro, se habla mucho de que los vuelos hipersónicos son grandes, pero ¿qué hay para ti?

¿Sabías que las lentes a prueba de rayones que usas provienen de la NASA? ¡Al igual que la navegación por satélite, los aparatos ortopédicos invisibles, la espuma viscoelástica e incluso los auriculares inalámbricos que podrían estar en su cabeza en este momento! Todo esto es para decir que la ciencia y la tecnología tienen un efecto de goteo. A menudo se descubre que sirven para más propósitos de los que fueron diseñados originalmente, por lo que se comercializan para que todos podamos disfrutar de sus beneficios.

Por lo tanto, la búsqueda de la ambición que busca predecir incluso las fuerzas más poderosas de la naturaleza tiene mucho más que ofrecer a largo plazo, aunque parezca equivocada.

Cristy

Somos entusiastas de los temas científicos, del estudio y el conocimiento. Traemos para ti los casos más curiosos de la ciencia y como pueden ayudarte. Preguntas y respuestas que quizás alguna vez te has hecho, están aquí.

Publicaciones relacionadas

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.

Botón volver arriba