Antes de hablar de la tecnología y posibilidades que permitan en unos años construir aviones hipersónicos ya sea militares o comerciales, es necesario entender las tremendas complicaciones que tienen que vencer los ingenieros antes de lograr esto. No se trata simplemente de añadir un motor más grande y potente y mejorar la aerodinámica. El asunto es de mayor complejidad, implica nuevos materiales, sistemas de propulsión, aerodinámica avanzada, etc. Un avión hipersónico que alcance velocidades superiores a Mach 5 aún está fuera del alcance de la tecnología actual aunque no tanto como se pueda pensar.

La forma en la que ha evolucionado la aviación en menos de 100 años desde los aviones de hélice hasta los de propulsión a chorro ha sido espectacular y se espera que el primer avión hipersónico funcional este operando en menos de 20 años.

Si se habla de la evolución de la aviación en cuanto a la velocidad que pueden desarrollar estos aparatos, se debe empezar con los comienzos de la Guerra Fría cuando los soviéticos y los norteamericanos competían por diseñar aviones cada vez más rápidos, dada la tremenda ventaja táctica que significa el poder atacar a tu enemigo antes de que pueda responder. Mucho de su conocimiento inicial derivó de los aviones desarrollados por los alemanes en la Segunda Guerra Mundial, propulsados mediante motores jet, como el Me-262. Primero se buscó romper la barrera del sonido, lo cual fue conseguido por los estadounidenses al construir el avión-cohete experimental X-1. Posteriormente a este desarrollo, se diseñaron aviones caza como el F-100 Super Sabre en 1954 capaz de velocidades Mach 1. Una vez rota la barrera del sonido, el siguiente objetivo lógico sería lograr desarrollar velocidades de Mach 2, Mach 3, Mach 4, etc.

Para el año de 1958, los estadounidenses desarrollaron el caza F-105, un avión capaz de alcanzar velocidades de Mach 2. En ese momento se hubiera creido que la carrera por desarrollar aviones más rápidos seguiría imparablemente. Sin embargo ahí entró en juego la física para decirle a los ingenieros que no sería tan fácil lograr esto. Es así por ejemplo que vemos como en la actualidad, 50 años después de la salida del F-105, el caza más moderno del mundo, el F-22 Raptor, solo puede alcanzar y con dificultad velocidades que rondan Mach 2.2 - 2.4 con el uso de postquemadores.

El avión más rápido del mundo, aún en la actualidad, diseñado hace 50 años es el SR-71 Blackbird que vuela a velocidades algo superiores a Mach 3. Esta aeronave aprovechaba los motores cada vez más poderosos y los avances en la tecnología, sobre todo relacionada con la aeronáutica. En este caso no había preocupaciones en cuanto al costo de un proyecto de este tipo en cuanto al diseño, operación y combustible que consumía este aparato. A partir de aquí se pensaba que desarrollar aviones aún más rápidos solo era cuestión de tiempo y dinero.

Sin embargo, la física vino a poner un pero importante. La resistencia aerodinámica que ofrece nuestra atmósfera ante el avance de un avión, sobre todo a altas velocidades crece o tiene relación directa con el cuadrado de la velocidad. Es así que si se quiere duplicar la velocidad de un cuerpo, se debe vencer no el doble de la resistencia, sino el cuádruple de ésta. Es así como un avión que debe volar al triple de la velocidad del sonido debe vencer una resistencia nueve veces mayor a la que enfrenta cuando viaja a la velocidad del sonido. Solo con este hecho se entiende la dificultad en diseñar aviones que puedan superar estas brutales fuerzas. Por eso el diseño del SR-71 ha sido tan novedoso aún en estos tiempos. La mayor parte de la energía que se pierde debido al rozamiento con el aire producido a velocidades supersónicas se acumula en forma de calor en las superficies del avión que tienen mayor contacto con el aire. El Concorde por ejemplo podía alcanzar una temperatura de hasta 130 grados en la nariz cuando iba a velocidad supersónica, debido a su mayor tamaño podía disipar mejor el calor. El SR-71 por ser más pequeño y viajar a mayor velocidad, podía alcanzar temperaturas de hasta 430 grados centígrados en algunas zonas, es por esto que el personal en tierra debía mantenerse alejado unos minutos cuando el avión aterrizaba.

Con el fin de lograr que el Blackbird volara a Mach 3 sin dificultad se recurrió a toda clase de trucos, un fuselaje hecho de Titanio (sumamente costoso) de alta resistencia al calor y al esfuerzo al que se veía sometido, pintura negra para irradiar más calor, superficies rugosas para permitir que el metal se expandiera por el calor. El avión se construyó de tal manera que las juntas se cerraban solamente cuando el avión volaba a altas velocidades para permitir que la dilatación causada por el calor no causara algún problema estructural, sobre todo al alcanzar temperaturas tan altas como 430 grados.

Si estos problemas se producen con un avión que vuela a solo Mach 3, ni hablar de las dificultades que debe solventar una aeronave que vuele a velocidades iguales o superiores a Mach 5. Los problemas técnicos son mucho mayores y más si se habla de un avión hipersónico destinado al sector comercial, que a diferencia de los militares tiene que considerar la rentabilidad de un proyecto de este tipo y no puede implementar algunas de las soluciones pensadas para el SR-71.

Primero que todo hay que considerar nuevos materiales, solamente los materiales cerámicos son capaces de resistir sin problemas temperaturas tan altas como las que se alcanzan a velocidades de Mach 5. El problema es que estos materiales son costosos y a diferencia de los metales son frágiles. Otro problema son los sistemas de propulsión, ya que los motores de jet tradicionales no pueden sustentar esas velocidades. En la actualidad se investigan otras opciones como el scramjet, basados en principios muy novedosos de propulsión a chorro. Sin embargo estos diseños aún se encuentran en fase de investigación y aún falta bastante antes de que puedan ser aplicados con éxito en un diseño operacional. Además hay que tomar en cuenta el diseño del avión en sí, el cual tiene que ser capaz de soportar las tremendas fuerzas aerodinámicas a que se verá sometido al volar a velocidades mayores a Mach 5. Todos estos problemas hacen que el vuelo hipersónico aún esté algo lejos de volverse una realidad.

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