LAPCAT

LAPCAT (Conceptos y Tecnologías de Propulsión Avanzada a Largo Plazo) fue un estudio europeo de 36 meses del FP6 para examinar formas de producir motores para una aeronave de vuelo hipersónico con número Mach 4-8 . El proyecto finalizó en abril de 2008. ^{[ 1 ]} Fue financiado por el fondo de investigación y desarrollo de la Comisión Europea (en lugar de la ESA ) y costó 7 millones de euros. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

LAPCAT II , ​​un proyecto de seguimiento de cuatro años y 10 millones de euros, comenzó en octubre de 2008. ^{[ 1 ] [ 4 ]} El estudio tiene como objetivo refinar algunos de los resultados del primer estudio, "permitiendo la definición de una hoja de ruta de desarrollo detallada" de un vehículo Mach cinco. ^{[ 5 ]}

Se debían considerar dos tecnologías principales: ^{[ 6 ]}

• compresión por ariete , que necesita un sistema de propulsión adicional para alcanzar su velocidad mínima de trabajo.
• La compresión activa , que tiene una limitación en el número Mach superior, puede acelerar un vehículo hasta su velocidad de crucero.

Los objetivos clave fueron la definición y evaluación de: ^{[ 6 ]}

• diferentes ciclos y conceptos de propulsión para vuelos de alta velocidad a Mach 4 a 8, como los ciclos combinados basados ​​en turbinas y cohetes.
• tecnologías críticas para:
  • rendimiento integrado motor/aeronave
  • turbinas e intercambiadores de calor de alta eficiencia
  • experimentos de combustión a alta presión y supersónica
  • modelado

Los resultados previstos fueron: ^{[ 6 ]}

• Definición de requisitos y condiciones operativas para el vuelo a alta velocidad a nivel de sistema.
• Base de datos experimentales especializada en aerodinámica de alta velocidad para fenómenos de combustión y flujo supersónicos y de alta presión.
• Establecer y validar modelos físicos, apoyados por herramientas de simulación numérica, para abordar la combustión supersónica y a alta presión, la turbulencia y los fenómenos de transición.
• Estudio de viabilidad del rendimiento en peso de los componentes de turbinas e intercambiadores de calor

Entre los diversos vehículos estudiados, solo se conservaron dos conceptos novedosos para LAPCAT II: un vehículo Mach cinco y un vehículo Mach ocho. ^{[ 5 ]}

Vehículo Mach cinco

Una posible aeronave de transporte supersónico que se estaba investigando como parte de este proyecto era el A2 de Reaction Engines Limited . ^{[ 7 ]} Los investigadores estudiaron una aeronave capaz de volar de Bruselas (Bélgica) a Sídney (Australia) en 2 a 4 horas, ^{[ 8 ]} reduciendo significativamente los tiempos de viaje en todo el mundo.

Para alcanzar y mantener velocidades tan altas, Reaction Engines Limited necesitaría desarrollar su motor conceptual de nuevo diseño llamado Scimitar , que explotaría las propiedades termodinámicas del hidrógeno líquido . ^{[ 9 ]} El motor sería teóricamente capaz de impulsar el A2 a un Mach 5 sostenido durante todo el vuelo con una velocidad de escape efectiva de 40 900  m/s o un impulso específico de 4170 s, SFC 0,86 lb/(lbf⋅h) . ^{[ 8 ]} 

«Los resultados obtenidos hasta ahora demuestran que el vehículo Mach 5 de Reaction Engines puede evitar los problemas tecnológicos posteriores y podría viajar de Bruselas a Sídney», afirma Johan Steelant, coordinador del proyecto LAPCAT de la ESA. ^{[ 10 ]} En 2009, los desarrolladores afirmaron que podría volar de Europa a Australia en menos de cinco horas, ^{[ 11 ]} en comparación con un día completo de viaje en avión convencional. El precio del billete era, a grandes rasgos, similar al de la clase ejecutiva . ^{[ 12 ]}

El diseño A2 no tenía ventanas . El calor generado por el flujo de aire hipersónico sobre el cuerpo impone limitaciones al diseño de las ventanas, lo que las haría demasiado pesadas. Una solución que propuso Reaction Engines fue instalar pantallas planas que mostraran imágenes del exterior. ^{[ 13 ]}

• Motor a reacción preenfriado
• Motores de reacción SABRE
• Motores de reacción A2
• Motor de ciclo de aire líquido

• Steelant, J (agosto de 2006), Inicio de LAPCAT (PDF) (diapositivas), archivado del original el 27 de septiembre de 2007 , consultado el 15 de marzo de 2024.{{citation}}: CS1 maint: bot: estado de la URL original desconocido ( enlace ) .