Es elegante y reluciente, planeando entre nubes teñidas por el sol. Se mueve a casi cuatro veces la velocidad del sonido, más rápido que el famoso SR-71 Blackbird, que batió el récord de velocidad hace 50 años.
Su nombre es Quarterhorse, su misión es ser la primera aeronave autónoma de alta máquina del mundo, y su creador es la empresa emergente estadounidense Hermeus.
Pero el motor que impulsa este avión futurista y sus ambiciosos objetivos es un motor familiar para los entusiastas de la aviación: el Pratt & Whitney F100.
En lugar de construir un motor nuevo, Hermeus utilizará un F100 modificado, un sistema de propulsión con 30 millones de horas de vuelo y un historial a bordo del F-15 Eagle y el F-16 Falcon, que cumple 50 años de vuelo en 2024.
Ahora, el motor mira hacia sus próximos 50 años.
«Cincuenta años de vida combinados con la oportunidad de permanecer en servicio otros 50 años es algo único», dijo Josh Goodman, director senior del programa F100. «A Pratt le gusta hacer cosas difíciles, y utilizar el F100 en esta solución nos da la oportunidad de ir una vez más a resolver problemas difíciles».
Pero antes, Hermeus debe demostrar que su motor de ciclo combinado basado en la turbina Chimera, que utilizará el F100 como turbina de gas, puede alcanzar velocidades hipersónicas para Darkhorse, un avión militar multimisión sin tripulación que volaría a Mach 5 en entornos disputados.
A continuación, construirá su tercera aeronave, Halcyon, un avión comercial de 20 pasajeros que realizaría el vuelo Nueva York-París con un motor aún por determinar.
«La gente lo ve ambicioso, un poco loco», dijo A.J. Piplica, cofundador y CEO de Hermeus, «pero también muy basado en hojas de ruta racionales y realistas para llegar allí».
El F100 aparecerá en el tercer prototipo de Quarterhorse en 2025, donde ayudará al vehículo a superar Mach 2,5. Luego, en el cuarto prototipo, ayudará a resolver un problema especialmente difícil llamado transición de modo, que es cuando el sistema de propulsión cambia de turbo a ramjet durante el vuelo.
Así es como lo harán.
El motor Chimera funciona un poco como el sistema de transmisión manual de un coche, pero en lugar de cambiar de marcha para ir más rápido, el motor cambia de sistema de propulsión.
Para velocidades de hasta aproximadamente Mach 2, el motor Chimera utilizará un sistema de propulsión de turbina, en el que un motor crea empuje tomando aire, comprimiéndolo y encendiéndolo. Para velocidades superiores, utilizará el sistema ramjet, que no necesita compresor porque el aire que lo rodea ya se mueve a gran velocidad.
El preenfriador, una forma inteligente de aumentar el rendimiento del motor de turbina, ayuda a los dos sistemas a trabajar juntos. Al reducir la temperatura del aire que aspira, el preenfriador da a la turbina más margen para trabajar más y aumentar la velocidad del avión.
Hermeus ya ha completado dos importantes hitos al probar las tecnologías de transición de modo y de preenfriador en pruebas de laboratorio independientes.
«Al fabricar un motor hipersónico de rango completo y respiración por aire, Hermeus está sentando las bases para aviones capaces de despegar de una pista normal y acelerar hasta velocidades hipersónicas», declaró Glenn Case, cofundador y tecnólogo jefe de Hermeus. «Sin necesidad de cohetes ni naves nodriza».
«Cuando no tienes que preocuparte por el rendimiento del motor, eso es enorme», dijo Piplica. «Y luego, una vez en producción, contar con la infraestructura de mantenimiento, reparación y revisión, tanto en el país como en el extranjero, empieza a reducir los riesgos logísticos. La gente pregunta al principio del programa: «¿Cómo van a mantener este motor? Bueno, ya hay talleres de mantenimiento y reparación de F100 en lugares clave de todo el mundo. Eso lo hace muy atractivo desde el punto de vista del producto».
El F100 también tiene el tamaño perfecto para el avión de Hermeus. Los motores más pequeños no proporcionarían suficiente empuje, mientras que un motor más grande sería demasiado pesado y necesitaría más combustible.
«El diseño, el tamaño, el peso y la clase de empuje de este motor encajan a la perfección», afirma Von Nieda. «Está en el punto dulce en el que el éxito es una posibilidad».
Los próximos 50 años del F100
Von Nieda, que ha trabajado con el F100 a lo largo de sus 40 años de carrera en Pratt & Whitney, afirmó que el motor es tan relevante hoy como lo era cuando él empezó.
Los F-15 y F-16 propulsados por el F100 de Pratt & Whitney están invictos en combate aire-aire, y en los 23 países que vuelan con aviones propulsados por el F100, el motor ha volado casi tres veces más horas que otros motores de caza de cuarta generación.
Fue el primer motor militar en disponer de un control electrónico digital del motor, que se incorporó en la década de 1980. Esta mejora proporcionó al F-16 un control y una maniobrabilidad sin precedentes y contribuyó a que el F100 recibiera el apodo de «el motor del piloto».
«A lo largo de su evolución, este motor se ha convertido en un todoterreno. Funciona en cualquier condición meteorológica, a cualquier altitud y con cualquier número de Mach, porque no hay restricciones de aceleración. Los pilotos pueden ponerlo donde quieran», dijo Von Nieda. «Hay una razón por la que los Thunderbirds utilizan F100 en sus F-16: saben que la respuesta a sus entradas es muy predecible desde el punto de vista de la aceleración. Con la mano en el mando, saben lo que van a conseguir. Por eso se sienten cómodos volando a un par de centímetros de punta de ala a punta de ala».
De los más de 7.000 F100 producidos, más de 3.300 siguen en servicio hoy en día, ya que la compañía continúa añadiendo capacidades. Según Von Nieda, se trata de un motor de principios de siglo más que de un motor de los años 70, y asociaciones como la de Hermeus demuestran que aún tiene margen para crecer.
«Por eso me he dedicado a la ingeniería prácticamente toda mi carrera, porque la física es difícil», afirma Von Nieda. «Es divertido ir más allá de lo físicamente posible. Hermeus lo está haciendo, y es genial participar en ello».
RTX/Julio 11 de 2024
