ISABEL RUBIO ARROYO | Tungsteno
China asegura contar con el túnel de viento más potente del mundo. El objetivo es que esta avanzada instalación contribuya a una amplia gama de misiones, como llevar astronautas chinos a la Luna y desarrollar un avión hipersónico que pueda llegar a cualquier parte del mundo en una hora. Investigamos las curiosidades de este túnel capaz de alcanzar 30 veces la velocidad del sonido.
Vuelos a una velocidad récord
El túnel se llama JF-22 y está situado en Sichuan, al sur de China. Su construcción comenzó en 2018 y finalizó en agosto de 2021. “Hemos construido el mayor túnel de viento de tubo de choque impulsado por pistón libre del mundo con alta entalpía", explicaban los investigadores del Instituto de Aerodinámica de Hipervelocidad, según recoge el diario South China Morning Post.
El Instituto de Mecánica de la Academia China de Ciencias (CAS) en Beijing anunció en junio de 2023 que su nuevo túnel de viento de hipervelocidad JF-22 había pasado una "verificación de aceptación" y estaba listo para su uso general.
El túnel tiene una longitud de 167 metros y puede generar velocidades de flujo de aire de 2,5 a 11,5 kilómetros por segundo. Los propietarios de la instalación aseguran que es capaz de simular condiciones de vuelo hipersónico hasta Mach 30 (o lo que es lo mismo, 30 veces la velocidad del sonido).
El túnel también destaca por un gran diámetro de cuatro metros. Algo que permite a los investigadores colocar objetos más grandes dentro del mismo para obtener datos de vuelo más precisos. Desde el portal Interesting Engineering ponen el siguiente ejemplo: “El diámetro de un misil intercontinental también es de 4 metros, por lo que los investigadores podrían prácticamente colocar un misil completo y probar el impacto de enviarlo a velocidades mucho más altas que Mach 5”.
El JF-22 puede simular velocidades de flujo de aire de hasta Mach 30. Crédito: Defense Formation.
Los desafíos de los vuelos hipersónicos
Los túneles de viento normalmente se utilizan para probar nuevos diseños de aeronaves, misiles y naves espaciales. Algunos de los túneles más potentes, aparte del ya mencionado, son el Hypersonic Tunnel Facility (HTF), en Estados Unidos, que puede alcanzar velocidades de hasta Mach 7 y el del Centro Langley, también de la NASA, que puede alcanzar velocidades de hasta Mach 10.
El equipo detrás del JF-22 asegura que puede utilizarse para diversos proyectos de ingeniería, “como la cápsula de retorno del proyecto de aterrizaje lunar, la entrada a una atmósfera alienígena con una nave de exploración interestelar y el desarrollo de aviones hipersónicos”.
El primer vuelo hipersónico se realizó en 1947. El estadounidense Chuck Yeager, que fue piloto de combate en la Segunda Guerra Mundial, realizó pruebas con diferentes aviones hasta que consiguió superar la barrera del sonido. En los próximos años se fabricarían aviones más sofisticados. El Túpolev Tu-144 fue el primer avión supersónico de pasajeros del mundo. Su estreno, en 1968, supuso un gran hito de la Unión Soviética en la historia de la aviación.
Para triunfar, este tipo de aviones debían superar algunos desafíos. Cuando rompían la barrera del sonido, normalmente se producía una explosión sónica que provocaba un ruido atronador.
Al reto de mitigar la contaminación acústica, se sumaba el de conseguir que este tipo de vuelos fueran asequibles. A día de hoy los vuelos supersónicos se reducen a aviones militares como los cazas de combate F-18.
La fascinación por la velocidad y la exploración espacial ha impulsado a la humanidad a desarrollar aviones y naves hipersónicos. Crédito: MSGT Ken Hammond.
De aviones hipersónicos a naves espaciales
Mientras que los aviones hipersónicos están diseñados para volar dentro de la atmósfera terrestre, hay naves diseñadas para viajar al espacio. De hecho, el objetivo del túnel de viento JF-22 es “acelerar el desarrollo de un sistema de transbordador espacio-Tierra", según explica Jiang Zonglin, investigador del Instituto de Mecánica y director del proyecto del túnel de viento, al portal Asia Times. "Si tiene éxito, la instalación también puede ayudar a reducir el coste del lanzamiento de satélites y naves espaciales en un 90%".
Además de que los motores tradicionales no son eficientes a velocidades hipersónicas, la entrada y salida de la atmósfera en esas condiciones generan temperaturas extremadamente altas. Diseñar materiales y sistemas de protección térmica capaces de resistir estas condiciones es esencial.
Aún es pronto para saber con certeza si este túnel tendrá un impacto significativo en el desarrollo de tecnologías hipersónicas en los próximos años. Pero hay algo claro: los túneles de viento como el JF-22 son herramientas muy útiles al simular las condiciones extremas del vuelo hipersónico, ya que permiten a los ingenieros probar y refinar sus diseños sin arriesgar vidas o naves espaciales.
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