Graham Warwick | Aviation Week & Space Tecnología
Diseño conceptual de un sistema para permitir a los pasajeros para escapar con seguridad un avión hipersónico lisiado en vuelo ha producido un-resultado cápsula de forma cambiante inesperada que expulsar, infle, se deslizan hacia abajo y desplegar paracaídas para un amerizaje seguro.
La cápsula se ha estudiado bajo una de dos años, el programa financiado por la Unión Europea, Hypersonic Morphing para un Sistema Cabin Escape (Hypmoces), que se completará en noviembre. El proyecto está liderado por Deimos Space España, Aviospace de Italia, y los organismos de investigación de DLR de Alemania y ONERA en Francia.
Parte de FAST20XX programa de estudios suborbital-avión espacial de la Agencia Espacial Europea, el 1 millón de € ($ 1,1 millones) del proyecto Hypmoces está vinculado a proyectos Spaceliner larga del DLR para diseñar un avión hipersónico capaz de volar 50 pasajeros desde Europa a Australia en menos de 2 horas .
Spaceliner despega verticalmente impulsado por un cohete líquido-oxígeno / hidrógeno que separaría a Mach 12, por encima de 70 km (230.000 pies.) De altura, y volar de regreso a la base. La etapa orbitador continúa acelerándose en el encendido del cohete a Mach 25.
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| La cápsula de escape se infla paredes laterales para mejorar el rendimiento aerodinámico de elevación a la fricción. Crédito: Hypmoces Proyecto |
Después de corte de motor, el Spaceliner desliza a su destino y una pista de aterrizaje."Probablemente requerirá un sistema de evacuación de pasajeros como la tecnología para el vuelo de alta energía no será tan fiable como para subsónico, principalmente la propulsión", dice Davide Bonetti, coordinador del proyecto en Deimos.
Debido a que un avión hipersónico operaría en un amplio rango de números de Mach, que podrían requerir pasajeros escapar en condiciones inesperadas, dice, el equipo Hypmoces desarrolló el concepto de una cápsula con morphing superficies de adaptar su forma a la fase de vuelo.
La cápsula de escape es de 17 metros (56 pies.) De largo, pesa 38 toneladas métricas (84.000 libras) e incluye cabina de pasajeros de 50 asientos del avión. Montaje en el interior del fuselaje orbitador, no hay lugar para las alas. "Hay un montón de limitaciones de espacio," Bonetti dijo en la conferencia Aerodays 2015 en Londres el 22 de octubre
Se desarrollaron dos conceptos. La línea de base tiene paredes laterales en la parte inferior del fuselaje que se inflan para dar la cápsula una forma de elevación del cuerpo para aumentar su proporción de elevación de arrastre. Timones pequeños despliegan para la estabilidad direccional y un par de aletas de cuerpo-37 al estilo X en el fuselaje trasero proporciona control de vuelo.
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| Timones y flaperones desplegables del cápsula de escape están compuestos de silicio-carbono reforzado con fibra de. Crédito: Hypmoces Proyecto |
El diseño de copia de seguridad tiene alas estrechas, muy barridas que se despliegan desde la parte inferior del fuselaje. "Al principio [del proyecto] no pensamos de una solución de la inflación, sólo pensamos en un ala desplegable clásica. [Principio] nadie creía en el diseño inflable, pero se convirtió en el concepto preferido ", dice.
El diseño inflable está favorecida porque es compacto, más ligero, más simple y más fácil de implementar. Con un peso 1.165 kilogramos (2.570 libras) cada lado, las paredes laterales comprenden múltiples capas de fibra de Nextel de cerámica, fibra de alúmina Saffil, Pyrogel manta aislante y fibra de carbono T300J.
Esta construcción hace que las paredes laterales inflables flexible, pero lo suficientemente rígido para ser desplegado a velocidad hipersónica y formar una barrera de protección térmica-robusto y estable. "Ellos estibar muy compacta, y no tienen mucho poder para inflar", dice Bonetti.
Lo óptimo es de transformarse lo antes posible, porque entonces obtenemos un mejor rendimiento aerodinámico", dice. Inflar las paredes laterales mejora la L / D (elevación de arrastre) en un 12%. "Esto aumenta la gama de la cápsula puede volar a un sitio de rescate y mejora la comodidad de los pasajeros mediante la reducción de las cargas termomecánicas."
Bajo Hypmoces, el equipo ha estudiado las necesidades de gas generador de inflación pared lateral y define el sobre altitud-Mach y factores limitantes para el sistema de recuperación de paracaídas. El trabajo de diseño está en curso en los actuadores de control de vuelo electromecánicos y propulsores del sistema de control de reacción.
Orientación, navegación y control de la cápsula tienen que ser robusto. "No es un problema para controlar el morphing, pero es más difícil en el caso de un fallo, cuando sólo uno de los lados se infla," él dice. Pero si tanto el avión hipersónico y su cápsula de rescate fracasaron "que sería tener un día muy malo."
Aviones hipersónicos serán "en el borde de la tecnología", al menos inicialmente, dice Bonetti. "Creemos que la seguridad será una preocupación y, además de aumentar la con fiabilidad de la aeronave, proporcionando un sistema de escape separable será de ayuda."
En el plazo más cercano, la tecnología inflable explorada en Hypmoces podría encontrar otras aplicaciones, dice, señalando a la NASA 's Hypersonic inflable aerodinámico Decelerator diseñado para aterrizar cargas pesadas en la superficie de Marte.
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