Laboratorio Climático McKinley

El Laboratorio Climático McKinley es tanto un laboratorio en funcionamiento como un sitio histórico ubicado en el Edificio 440 de la Base de la Fuerza Aérea Eglin , Florida . El laboratorio forma parte del 96.º Ala de Pruebas . Además de las pruebas de la Fuerza Aérea, puede ser utilizado por otras agencias del gobierno estadounidense y la industria privada. ^{[ 2 ]}

El 6 de octubre de 1997, se añadió al Registro Nacional de Lugares Históricos de los Estados Unidos . ^{[ 1 ]} El laboratorio fue declarado Monumento Histórico Nacional de Ingeniería Mecánica por la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos en 1987. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

En 1940, la Fuerza Aérea del Ejército de los Estados Unidos designó Ladd Field en Fairbanks, Alaska, como instalación de pruebas para clima frío. Debido a que el clima suficientemente frío no era predecible y a menudo era de corta duración, Ashley McKinley sugirió que se construyera un hangar refrigerado para aviones . Las instalaciones se construyeron en Eglin Field . ^{[ 4 ]}

Las primeras pruebas comenzaron en mayo de 1947. Entre los aviones que se probaron se encontraban el B-29 Superfortress , el C-82 Packet , el P-47 Thunderbolt , el P-51 Mustang , el P-80 Shooting Star y el helicóptero Sikorsky H-5 D. ^{[ 4 ]} Más recientemente, se han probado el C-5 Galaxy , ^{[ 4 ]} el F-117 , ^{[ 5 ]} el F-22 , ^{[ 6 ]} el Boeing 787 , ^{[ 7 ]} y el Airbus A350 XWB . ^{[ 8 ]}

El 12 de junio de 1971, el hangar fue inaugurado como el Hangar Climático McKinley en honor al coronel Ashley McKinley , quien sugirió la instalación y prestó servicio en Eglin durante su construcción. ^{[ 4 ]}

El Edificio 440 es un hangar aislado y refrigerado. Cuenta con un edificio de oficinas e instrumentación, una celda de prueba de motores para clima frío, el sistema de refrigeración, torres de enfriamiento de tiro mecánico y una planta de calefacción por vapor. ^{[ 4 ]}

La cámara principal tiene 77 m (252 pies) de ancho, 61 m (201 pies ) de profundidad y 21 m (70 pies) de alto en el centro del hangar. Fue construida para albergar aeronaves tan grandes como un B-29, y su tamaño también permite que el Convair B-36 Peacemaker, de mayor tamaño, pueda albergar . En 1968, se añadió una extensión de 18 m (60 pies ) por 26 m (85 pies ) . Ahora cuenta con un área de trabajo de 5100 m² (55 000 pies ^cuadrados ) . Esto le permite probar aeronaves tan grandes como un C-5A. En condiciones de altas temperaturas, puede alcanzar los 74 °C (165 °F ) . ^{[ 4 ] [ 9 ]}        

La sala para todo tipo de clima mide 13 m (42 pies) por 7 m (22 pies ) . Su rango de temperatura va desde -62 °C (-80 °F) hasta 77 °C (170 ° F) . La precipitación puede alcanzar los 380 mm (15 pulgadas) por hora y el viento puede llegar a los 31 m/s (60 nudos ) . En la cámara se puede fabricar nieve. ^{[ 4 ]}        

La cámara de temperatura y altitud mide 4,1 m x 2,9 m y tiene una altura de 2,1 m . Permite simular altitudes de hasta 24 km . El rango de temperatura abarca desde -62 ° C hasta 60 ° C . ^{[ 4 ]}        

La celda de pruebas de motores se utilizaba originalmente para motores de aeronaves. Medía aproximadamente 40 m x 9 m y tenía una altura de 8 m . Ahora se llama Cámara de Pruebas de Equipos y se utiliza principalmente para tanques , camiones y otros equipos. El edificio original contaba con pequeñas salas de pruebas para condiciones desérticas, cálidas, marinas y de selva. Estas han sido eliminadas. ^{[ 2 ] [ 4 ]}   

El piso original del edificio estaba construido con losas de hormigón armado de 30 cm (12 pulgadas ) de espesor y 3,8 m (12,5 pies ) de lado. Las losas descansaban sobre bloques de vidrio celular de 33 cm (13 pulgadas) de espesor sobre hormigón armado. En 1990, gran parte de este piso fue reemplazado por losas de 7,6 m (25 pies ) de lado. Las paredes y la puerta están aisladas con paneles de lana de vidrio de 33 cm (13 pulgadas ) de espesor, revestidos con acero galvanizado. Para sellar las puertas, se presionan contra juntas de gomaespuma . El aislamiento del techo se encuentra sobre una cubierta de acero corrugado, que está suspendida de las cerchas del techo mediante cadenas. ^{[ 4 ] [ 9 ]}     

El refrigerante original era R-12 . El refrigerante líquido se almacena en un tanque de compensación de baja presión. La presión en este tanque se mantiene a la presión de saturación para la temperatura deseada de las serpentinas de enfriamiento. El vapor de este tanque se comprime a una presión manométrica de 20 psi (138 kPa) mediante el compresor de primera etapa. El vapor comprimido se expande en un tanque desobrecalentador intermedio. El líquido condensado en esta expansión se drena de vuelta al tanque de compensación. El vapor restante se comprime en un compresor de alta etapa a una presión manométrica de aproximadamente 150 psi (1 MPa) . El calor se transfiere del vapor caliente al agua de enfriamiento. Cualquier líquido condensado se devuelve al tanque intermedio, al tanque de compensación o al tanque de suministro. El refrigerante líquido del tanque de compensación se bombea a través de las serpentinas de enfriamiento a una presión suficiente para evitar la vaporización. El líquido calentado se devuelve al tanque de compensación. A medida que su presión disminuye, una parte de este líquido se vaporiza instantáneamente. ^{[ 4 ]}    

Existen tres sistemas de refrigeración de este tipo. Cada compresor de baja etapa está accionado por un motor de 1000 caballos de fuerza (746 kW) y cada compresor de alta etapa por un motor de 1250 caballos de fuerza (932 kW) . El sistema fue construido por York Corporation. Los motores originales eran motores de inducción Allis-Chalmers . Han sido reemplazados por motores síncronos de frecuencia variable fabricados por EMICC que operan entre 350 y 1800 rpm. ^{[ 4 ]} Recientemente se han realizado esfuerzos para cambiar los refrigerantes que agotan la capa de ozono . ^{[ 9 ]}  

Para las pruebas de motores, se necesita aire de reposición. El sistema originalmente podía enfriar 200 libras (91 kg) por segundo de aire húmedo. En 1966, esto se incrementó a 450 libras (204 kg) por segundo. El aire también se enfría mediante un intercambiador de calor de dos etapas. La primera etapa utiliza 110 000 galones estadounidenses (416 m³ ^{) de salmuera} de cloruro de calcio al 20 % preenfriada a 24 ° F (−4 °C) . La segunda etapa utiliza 137 500 galones estadounidenses (520 m³ ⁾ de cloruro de metileno preenfriado a −97 °F (−72 °C) . Esto puede enfriar 450 libras (204 kg) por segundo de aire húmedo desde 80 °F (27 °C) hasta −65 °F (−54 °C) durante 40 minutos. ^{[ 4 ]}