Tecnologías

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Arquitecturas de nuevos materiales para enfriar vehículos hipersónicos

DARPA busca diseños para enfriar bordes de ataque súper calientes que atraviesan el aire a más de cinco veces la velocidad del sonido.

Los vehículos hipersónicos vuelan a través de la atmósfera a velocidades increíblemente altas, creando una fricción intensa con el aire circundante mientras viajan a Mach 5 o superior – cinco veces más rápido que el sonido. El desarrollo de estructuras que puedan soportar temperaturas similares a las de un horno a velocidades tan altas es un desafío técnico, especialmente para los bordes de ataque que soportan la mayor parte de esta temperatura.

Para hacer frente a este desafío térmico, DARPA anunció recientemente su programa Materials Architectures and Characterization for Hypersonics (MACH) .

El programa MACH busca desarrollar y demostrar nuevos diseños y soluciones de materiales para bordes de ataque afilados, estables en forma y refrigerados para vehículos hipersónicos. El 22 de enero de 2019 tuvo lugar en Arlington, Virginia, un Día del Proponente en el que se expuso el programa: https://go.usa.gov/xEcEy.

“Durante décadas, la gente ha estudiado el enfriamiento de los bordes de ataque calientes de los vehículos hipersónicos, pero no ha sido capaz de demostrar conceptos prácticos en vuelo”, dijo Bill Carter, gerente de programa en la Oficina de Ciencias de Defensa de DARPA. “La clave está en desarrollar arquitecturas de materiales escalables que permitan al transporte masivo difundir y rechazar el calor. En los últimos años hemos visto avances en ingeniería térmica y fabricación que podrían permitir el diseño y fabricación de arquitecturas muy complejas que no eran posibles en el pasado. Si tuviera éxito, podríamos ver un gran avance en la mitigación de los efectos aerotérmicos en el borde de ataque que mejoraría el rendimiento hipersónico”.

El programa MACH comprenderá dos áreas técnicas. La primera tiene como objetivo desarrollar y madurar un sistema de gestión térmica pasiva totalmente integrado para enfriar los bordes de ataque basado en la fabricación escalable en forma de red y el diseño térmico avanzado. La segunda se centrará en la investigación de la próxima generación de materiales hipersónicos, aplicando modernas capacidades de cálculo de alta fidelidad para desarrollar nuevos conceptos de gestión térmica activa y pasiva, recubrimientos y materiales para futuras aplicaciones hipersónicas de vanguardia refrigeradas. Ambas áreas técnicas se describieron en una convocatoria de Broad Agency Announcement en la página de FedBizOpps de DARPA aquí: http://go.usa.gov/Dom.

El programa MACH busca experiencia en ingeniería y diseño térmico, desarrollo de materiales computacionales avanzados, diseño de materiales arquitectónicos, fabricación y pruebas (incluyendo la fabricación en forma de red de metales de alta temperatura, cerámicas y sus compuestos), diseño y rendimiento hipersónico de vanguardia y sistemas avanzados de protección térmica.

Fte. DARPA

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