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Vehículo demostrador de tecnología hipersónica

El HSTDV es un avión de demostración no tripulado con motor scramjet para vuelo hipersónico . Se está desarrollando como vehículo portador de misiles hipersónicos y de crucero d...

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El HSTDV es un avión de demostración no tripulado con motor scramjet para vuelo hipersónico . Se está desarrollando como vehículo portador de misiles hipersónicos y de crucero de largo alcance, y tendrá múltiples aplicaciones civiles, incluido el lanzamiento de pequeños satélites a bajo costo. El programa HSTDV está a cargo de la Organización de Investigación y Desarrollo de la Defensa (DRDO). [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

Introducción

India está impulsando el desarrollo de hardware para pruebas en tierra y en vuelo como parte de un ambicioso plan para un misil de crucero hipersónico . [ 4 ]

El Vehículo Demostrador de Tecnología Hipersónica (HSTDV) del Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Defensa tiene como objetivo lograr un vuelo autónomo con motor scramjet durante 20 segundos, utilizando un propulsor de cohete de combustible sólido. La investigación también contribuirá al interés de la India en vehículos de lanzamiento reutilizables. El objetivo final es alcanzar Mach 6 a una altitud de 32,5  km (20  millas). [ 2 ] [ 5 ]

Las pruebas de vuelo iniciales tienen como objetivo validar la aerodinámica del vehículo aéreo, así como sus propiedades térmicas y el rendimiento del motor scramjet. En febrero se mostró una maqueta del HSTDV en la exposición Aero India en Bengaluru (ver foto), y S. Panneerselvam, director del proyecto de la DRDO, afirma que los ingenieros pretenden comenzar las pruebas de vuelo de un modelo a escala real con motor scramjet de 1300 libras de empuje en un futuro próximo. [ 6 ]

Diseño y desarrollo

Una representación del vehículo de patrulla HSTDV.

El diseño para la fijación del fuselaje con el motor se completó en el año 2004. [ 7 ]

En mayo de 2008, el Dr. Saraswat dijo:

El proyecto HSTDV, mediante el cual queremos demostrar el rendimiento de un motor scramjet a una altitud de entre 15 y 20 km, está en marcha. En el marco de este proyecto, estamos desarrollando un vehículo hipersónico propulsado por un motor scramjet. Se trata de una tecnología de doble uso que, una vez desarrollada, tendrá múltiples aplicaciones civiles. Podrá utilizarse para el lanzamiento de satélites a bajo coste. También estará disponible para los misiles de crucero de largo alcance del futuro. [ 1 ]

Israel ha brindado asistencia en el programa HSTDV, incluyendo pruebas en túnel de viento, al igual que la Universidad de Cranfield del Reino Unido. Un tercer país, cuyo nombre no se ha revelado, también está colaborando. Según un informe, Rusia ha proporcionado ayuda crucial al proyecto. El principal socio industrial de defensa de la India es Rusia, que ha llevado a cabo una considerable investigación en propulsión hipersónica.

La aeronave en construcción, de 1 tonelada métrica y 5,6 metros de longitud (18 pies), presenta una sección transversal octogonal aplanada con alas cortas en la parte central del fuselaje, aletas de cola inclinadas y una toma de aire rectangular de 3,7 metros. El motor scramjet se ubica bajo la parte central del fuselaje, mientras que la parte trasera funciona como tobera de escape. El desarrollo del motor también está en curso. 

Dos aletas paralelas en la parte delantera del fuselaje están diseñadas para reducir el derrame y aumentar el empuje. Se han incorporado flaps parciales en el borde de salida de las alas para el control del alabeo. Una cubierta de tobera deflectable en el extremo de la cámara de combustión puede desviarse hasta 25° para garantizar un rendimiento óptimo durante las fases de encendido y apagado.

Las superficies de la parte inferior del fuselaje, las alas y la cola están fabricadas con aleación de titanio, mientras que la superficie superior está compuesta de aleación de aluminio. La superficie interior del motor de doble pared es de aleación de niobio y la superficie exterior es de aleación de nimonic.

Debido a la negativa de la tecnología a proporcionar los materiales para el motor scramjet, se inició un nuevo programa y los materiales se desarrollaron internamente. Esto permitió alcanzar la autosuficiencia en la zona y el motor scramjet se probó con éxito en tierra durante 20 segundos en lugar de los 3 iniciales.

En la prueba del 12 de junio de 2019, el vehículo de crucero se montó en un motor de cohete sólido Agni-I para llevarlo a la altitud requerida. Después de alcanzar la altitud requerida y lograr el Mach, el vehículo de crucero fue eyectado del vehículo de lanzamiento. [ 8 ] En el aire, el motor scramjet se autoencendió e impulsó el vehículo de crucero a Mach 6. [ 9 ] La DRDO gastó $30 millones durante la fase de diseño y desarrollo, mientras que se gastaron $4,5 millones en el desarrollo del prototipo HSTDV. [ 10 ]

Pruebas

Pruebas en túnel de viento

Se probó un modelo a escala 1:16 del vehículo en un túnel de viento hipersónico operado por Israel Aerospace Industries. La toma de aire aislada se probó en un túnel de viento trisónico en el Laboratorio Aeroespacial Nacional (NAL) de la India en Bangalore . Durante las pruebas de laboratorio, el motor scramjet se probó dos veces durante 20 segundos. Se requieren entre cinco y seis pruebas antes del vuelo de prueba. Se esperaba que el vuelo de prueba tuviera lugar a finales de 2010. [ 11 ]

En noviembre de 2010, funcionarios de DRDO informaron a la prensa que estaban en proceso de abrir cuatro instalaciones de vanguardia dentro y en las cercanías de Hyderabad, con un costo de más de 10 mil millones de rupias (105 millones de dólares estadounidenses) durante los próximos cinco años. Según se informó, invertirían entre 3 y 4 mil millones de rupias (entre 66 y 88 millones de dólares estadounidenses) para establecer un túnel de viento hipersónico muy necesario en el Complejo de Misiles de Hyderabad. [ 12 ] La avanzada instalación de prueba del Túnel de Viento Hipersónico (HWT) finalmente se puso en marcha en el Complejo de Misiles Dr. APJ Abdul Kalam el 20 de diciembre de 2020. [ 13 ]  

La instalación facilita la prueba de varios parámetros del Vehículo de Desarrollo de Tecnología Hipersónica (HSTDV), incluido el rendimiento del motor. [ 12 ]

"Es fundamental probar el [HSTDV] en el rango de hasta Mach 12. Esta será una instalación única en la India", dijo Saraswat a AW&ST el 22 de noviembre de 2010. [ 12 ]

En diciembre de 2011, los científicos habían demostrado la viabilidad de las tecnologías de aerodinámica , aerotermodinámica, motores y estructuras sometidas a altas temperaturas mediante el diseño y las pruebas en tierra. «Antes del lanzamiento, tendremos que centrarnos en la integración mecánica y eléctrica, el sistema de control y guiado, junto con su embalaje, el sistema de verificación, la simulación en bucle (HILS) y la preparación para el lanzamiento», indicaron las fuentes. [ 14 ]

Pruebas de vuelo

En 2016, se anunció que el vehículo sería probado en diciembre de 2016. [ 15 ] A principios de 2019, el vehículo fue autorizado para pruebas y se esperaba que fuera probado ese mismo año.

El 12 de junio de 2019, fue probado desde la isla Abdul Kalam por la Organización de Investigación y Desarrollo de la Defensa. Con el motor scramjet, puede alcanzar Mach 6. Fue disparado de prueba desde el Complejo de Lanzamiento-4 del Campo de Pruebas Integrado (ITR) en la isla Abdul Kalam en el distrito de Balasore de Odisha a las 11:27 IST . [ 16 ] [ 17 ] Según algunos informes no confirmados, la prueba fue un éxito parcial ya que, supuestamente, el vehículo portador balístico Agni-I en el que el HSTDV debía recibir su impulso de altitud no completó la misión. Esto se debió supuestamente a 'problemas de peso'. [ 18 ] [ 8 ] Sin embargo, los rumores no fueron confirmados. Según la declaración oficial del Ministerio de Defensa , "el misil fue lanzado con éxito" y los datos recopilados serán analizados para "validar tecnologías críticas". [ 19 ]

El 7 de septiembre de 2020, la DRDO probó con éxito el Vehículo Demostrador de Tecnología Hipersónica (HSTDV) propulsado por un motor scramjet . El vehículo de crucero fue lanzado a las 11:03 IST desde el Complejo de Lanzamiento IV del Campo de Pruebas Integrado en la Isla Abdul Kalam , sobre un propulsor sólido. A una altitud de 30 km (98 000 pies) , la cofia de carga útil se separó, seguida de la separación del vehículo de crucero HSTDV, la apertura de la toma de aire, la inyección de combustible y la autoignición. Tras mantener la combustión hipersónica durante 20 segundos, el vehículo de crucero alcanzó una velocidad de casi 2 km/s (Mach 5,9) . También se desplegó un buque en la Bahía de Bengala para estudiar la trayectoria del misil. El motor scramjet del misil funcionó de manera óptima. [ 20 ] Este vuelo de prueba validó la configuración aerodinámica del vehículo, la ignición y la combustión sostenida del motor scramjet en flujo hipersónico, los mecanismos de separación y caracterizó los materiales termoestructurales. El HSTDV está destinado a servir como componente básico para los misiles de crucero hipersónicos de próxima generación. [ 21 ]    

Pruebas de motores scramjet

Pruebas en tierra del combustor a escala reducida del estatorreactor de combustión supersónica refrigerado activamente en abril de 2025.

El DRDL ha desarrollado múltiples tecnologías para una cámara de combustión de estatorreactor con refrigeración activa en el marco del Programa de Desarrollo de Misiles de Crucero Hipersónicos , en colaboración con el Departamento de Ciencia y Tecnología y el sector privado. Estas tecnologías incluyen un recubrimiento de barrera térmica (TBC) cerámico mejorado, combustible endotérmico para estatorreactores y un motor de estatorreactor de larga duración. Se incorporó un novedoso método de estabilización de llama a la cámara de combustión del estatorreactor, que mantiene una llama constante en su interior a velocidades del aire superiores a 1,5  km/s (5400  km/h). Además de mejorar la refrigeración, el combustible endotérmico reduce los tiempos de ignición. Gracias a su alta resistencia a la temperatura, el TBC cerámico de vanguardia puede funcionar por encima del punto de fusión del acero. [ 22 ] [ 23 ] La instalación de prueba de tuberías de conexión de estatorreactores (SCPT) en Hyderabad , destinada a validar la tecnología, también fue diseñada y desarrollada por el DRDL y la industria. [ 24 ]

El 21 de enero de 2025, el DRDL realizó en sus instalaciones SCPT una prueba en tierra de 120 segundos de un combustor de estatorreactor de refrigeración activa a escala reducida para misiles de próxima generación. La prueba demostró una combustión estable y un encendido exitoso. [ 25 ] [ 26 ] El 25 de abril de 2025 se realizó una segunda prueba del estatorreactor a escala reducida, con una duración superior a 1000 segundos, en las instalaciones de Hyderabad. Esta prueba validó la idoneidad del sistema para realizar pruebas de combustor a escala real aptas para vuelo. [ 27 ]

El motor Scramjet de larga duración con refrigeración activa a escala real se probó por primera vez el 9 de enero de 2026 durante más de 12 minutos o 700 segundos. [ 24 ] La segunda prueba de la cámara de combustión a escala real se realizó el 9 de mayo de 2026 en las mismas instalaciones durante 1200 segundos. [ 28 ] [ 29 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 T. S. Subramanian (9 de mayo de 2008). "DRDO desarrolla misiles hipersónicos" . The Hindu . Chennai, India. Archivado del original el 13 de mayo de 2008. Recuperado el 11 de marzo de 2012 .
  2. 1 2 "India prueba con éxito un misil de crucero hipersónico" . livemint.com . 12 de junio de 2019. Consultado el 22 de marzo de 2020 .
  3. ↑ Philip, Snehesh Alex (12 de junio de 2019). "DRDO prueba tecnología de misiles futurista, pero su éxito está en duda" . ThePrint . Consultado el 23 de marzo de 2020 .
  4. ↑ "DRDO comienza a trabajar en un arma hipersónica de 'próxima generación'" . Hindustan Times . 20 de octubre de 2019. Consultado el 21 de octubre de 2019 .
  5. ↑ Philip, Snehesh Alex (12 de junio de 2019). "DRDO prueba tecnología de misiles futurista, pero su éxito está en duda" . ThePrint . Consultado el 22 de marzo de 2020 .
  6. ↑ "DRDO desarrolla un misil hipersónico" . The Hindu . 9 de mayo de 2008. ISSN 0971-751X . Consultado el 22 de marzo de 2020 . 
  7. ↑ "Centro de Investigación Aeroespacial - Universidad Anna" . www.annauniv.edu . Archivado del original el 19 de enero de 2021. Consultado el 23 de julio de 2025 .
  8. 1 2 "DRDO prueba tecnología de misiles futurista, pero su éxito está en duda" . The Print . 12 de junio de 2019.
  9. ↑ "¡Gran éxito! La DRDO prueba su tecnología futura para el misil de crucero hipersónico" . Financial Express . 12 de junio de 2019.
  10. ↑ Martin, Mike Yeo, Nigel Pittaway, Usman Ansari, Vivek Raghuvanshi y Chris (15 de marzo de 2021). «Armas hipersónicas y de energía dirigida: ¿Quién las posee y quién lidera la carrera en Asia-Pacífico?» . Defense News . Consultado el 18 de marzo de 2021 .{{cite web}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  11. ↑ "EE. UU. sigue negándonos tecnología" . Archivado del original el 28 de julio de 2010. Consultado el 26 de julio de 2010 .
  12. 1 2 3 "DRDO establece cuatro nuevas instalaciones" . Noviembre de 2010. Archivado del original el 3 de febrero de 2023. Recuperado el 11 de marzo de 2012 .
  13. ↑ "Se inaugura en el DRDO una instalación de pruebas de túnel de viento hipersónico" . The Hindu . 20 de diciembre de 2020. ISSN 0971-751X . Consultado el 18 de marzo de 2021 . 
  14. ↑ "Vehículo de prueba hipersónico de la India" . Diciembre de 2011. Archivado del original el 15 de enero de 2012. Consultado el 11 de marzo de 2012 .
  15. ↑ "YouTube" . YouTube . 14 de febrero de 2017. Archivado del original el 14 de febrero de 2017. Consultado el 23 de marzo de 2020 .
  16. ↑ "India prueba un vehículo demostrador de tecnología hipersónica" . Business Standard . 12 de junio de 2019.
  17. ↑ "India realiza con éxito una prueba de vuelo de un avión de demostración no tripulado con motor scramjet" . The Times of India . 12 de junio de 2019.
  18. ↑ Pubby, Manu (18 de junio de 2019). "El programa de vehículos hipersónicos volverá a estar en marcha pronto" . The Economic Times . Consultado el 25 de junio de 2019 .
  19. ↑ "India logra el éxito en la prueba de un avión demostrador con motor scramjet" . India Today . 12 de junio de 2019.
  20. ↑ "DRDO realiza con éxito pruebas de vuelo del vehículo demostrador de tecnología hipersónica" . pib.gov.in. Consultado el 7 de septiembre de 2020 .
  21. ↑ "India prueba con éxito la tecnología scramjet para misiles hipersónicos" . The Times of India . 8 de septiembre de 2020. ISSN 0971-8257 . Consultado el 17 de noviembre de 2024 . 
  22. ↑ Ray, Kalyan (21 de enero de 2025). "DRDO alcanza un hito en los motores scramjet necesarios para misiles hipersónicos" . Deccan Herald . Consultado el 21 de enero de 2025 .
  23. ↑ Sharma, Shivani; Negi, Manjeet (21 de enero de 2025). "India logra un hito en tecnología hipersónica con el éxito de la primera prueba de un motor scramjet" . India Today . Consultado el 21 de enero de 2025 .
  24. 1 2 "DRDO realiza con éxito una prueba en tierra de un motor Scramjet de larga duración con refrigeración activa a escala real para el programa de misiles hipersónicos" (Comunicado de prensa). Oficina de Información de Prensa . 9 de enero de 2026. Consultado el 9 de enero de 2026 .
  25. ↑ "DRDO realiza pruebas en tierra del motor Scramjet" . Oficina de Información de Prensa. Ministerio de Defensa, Gobierno de la India. 21 de enero de 2025. Consultado el 21 de enero de 2025 .
  26. ↑ Philip, Snehesh Alex (21 de enero de 2025). "Impulso para la India: la DRDO realiza con éxito una prueba en tierra del motor scramjet para misiles hipersónicos" . ThePrint . Consultado el 21 de enero de 2025 .
  27. ↑ "DRDO alcanza un hito importante en el desarrollo del motor Scramjet" . Oficina de Información de Prensa. Ministerio de Defensa, Gobierno de la India. 25 de abril de 2025. Consultado el 25 de abril de 2025 .
  28. ↑ "Gran avance en el desarrollo de misiles hipersónicos: la DRDO realiza una extensa prueba de larga duración de un combustor scramjet a escala real con refrigeración activa" (Comunicado de prensa). Oficina de Información de Prensa . 9 de mayo de 2026. Consultado el 11 de mayo de 2026 .
  29. ↑ "Avance en el desarrollo de misiles hipersónicos: DRDO realiza una prueba de larga duración de la cámara de combustión del estatorreactor - The Times of India" . The Times of India . 9 de mayo de 2026. ISSN 0971-8257 . Consultado el 11 de mayo de 2026 . 
  • Vuelo hipersónico y actividades de pruebas en tierra en la India
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