La startup Hermeus, con sede en Atlanta, ha desarrollado un motor híbrido capaz de pasar del modo turborreactor a baja velocidad al modo hipersónico ramjet (estatorreactor) durante el vuelo. La empresa pretende desarrollar el avión más rápido de la historia con su motor híbrido Quimera.
Con una velocidad de Mach 3,3 (2.532 millas por hora), el Lockheed SR-31 Blackbird es actualmente el avión a reacción más rápido del mundo. Para superar al Blackbird, Hermeus está desarrollando el avión Quarterhorse con el denominado motor «Quimera» que probablemente vuele a Mach 4 (3.069 mph).
Hermus realizó una prueba de vuelo hipersónico simulado el 17 de noviembre de 2022 en el Notre Dame Turbomachinery Laboratory de Indiana. El motor Quimera pasó con éxito del modo turborreactor al modo estatorreactor durante la prueba.
Hermeus ha demostrado la transición de turborreactor a modo estatorreactor en su motor Quimera. Se trata de uno de los logros tecnológicos más importantes para hacer realidad los vuelos hipersónicos tripulados. La capacidad de cambiar entre estos dos modos permite al primer avión de Hermeus, el Quarterhorse, despegar de una pista normal y acelerar hasta alcanzar velocidades máximas.
Los motores tipo estatorreactores consumen menos combustible y son más potentes que los turborreactores. Por ejemplo, un motor turborreactor sólo puede llegar a Mach 3, pero uno tipo estatorreactor tiene el potencial de hacer que un avión vuele a Mach 6 (4.603 mph). Los motores turborreactores necesitan un compresor para aspirar el aire y comprimirlo para la combustión.
Un motor estatorreactor no necesita compresor porque su movimiento a alta velocidad es suficiente para embestir y comprimir el aire. Sin embargo, estos motores sólo funcionan a velocidades superiores a 300 mph y ofrecen un rendimiento excepcional a Mach 3 o más. Por tanto, aunque son ideales para propulsar misiles, no pueden utilizarse en un avión tripulado.
En cambio, un motor turborreactor funciona eficazmente a baja velocidad e incluso a velocidad cero. Por lo que estos motores se han convertido en la opción preferida para propulsar aviones comerciales y muchos aviones del ejército.
Quimera es un motor híbrido conocido como motor de ciclo combinado basado en turbina (TBCC). En primer lugar, cuando el avión Quarterhorse está en marcha, el motor TBCC funciona como un turborreactor, lo que permite al avión despegar, acelerar y alcanzar altas velocidades. A medida que aumentan la velocidad y la temperatura del aire que se aproxima al Quarterhorse, el motor Quimera comienza la transición de un turborreactor a un estatorreactor.
Este proceso comienza alrededor de la velocidad Mach 2 y se completa a Mach 3, cuando el motor empieza a aspirar aire a velocidades supersónicas. Este aire es lo suficientemente rápido como para lograr la combustión sin compresor. Es entonces cuando el motor turborreactor queda inactivo y el motor estatorreactor entra en acción, aumentando la velocidad del avión y permitiéndole volar a su máxima velocidad.
«Quimera tiene un preenfriador que reduce la temperatura del aire que entra en el turborreactor. Esto permite a Hermeus exprimir un poco más el rendimiento del turborreactor antes de pasar al estatorreactor. Alrededor de Mach 3, Quimera empieza a desviar el aire entrante alrededor del turborreactor y el estatorreactor toma el control por completo», se menciona en el comunicado de prensa oficial.
El motor Quimera es especial porque podría hacer realidad los vuelos hipersónicos comerciales; es decir, con pasajeros. Hasta ahora, los motores hipersónicos sólo se utilizaban para propulsar cohetes espaciales y misiles, ya que no podían reutilizarse ni emplearse en aviones que necesitan una pista para despegar. Con el motor Quimera, que «respira aire», esto podría cambiar.
Hermeus afirma que su motor hipersónico no precisa de un cohete para acelerar. Puede utilizarse en operaciones de vuelo de pasajeros en las que se reutiliza el avión. Además, puede permitir que un avión hipersónico despegue desde la pista de un aeropuerto normal.
La empresa recibió financiación solo en 2021, y el equipo está entusiasmado con lo que ha conseguido solo en los últimos años con el motor Quimera. También han conseguido contratos de la NASA y las Fuerzas Aéreas estadounidenses.
Aparte del proyecto Quarterhorse, Hermeus está trabajando en tecnologías para mejorar las aplicaciones de vuelo sin tripulación a alta velocidad. Esperemos presenciar pronto las prestaciones hipersónicas de Quarterhorse a cielo abierto.
