Rockwell X-30

El Rockwell X-30 fue un proyecto demostrador de tecnología avanzada para el Avión Aeroespacial Nacional ( NASP ), parte de un proyecto de Estados Unidos para crear una nave espacial de una sola etapa a órbita (SSTO) y un avión de pasajeros. ^{[ 1 ]} Iniciado en 1986, fue cancelado a principios de la década de 1990 antes de que se completara un prototipo, aunque se logró mucho trabajo de desarrollo en materiales avanzados y diseño aeroespacial. Si bien un objetivo de un futuro NASP era un avión de pasajeros (el Orient Express ) capaz de realizar vuelos de dos horas desde Washington a Tokio , ^{[ 1 ]} el X-30 fue planeado para una tripulación de dos personas y orientado a pruebas.

Se cree que el concepto NASP se derivó del proyecto "Copper Canyon" de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), entre 1982 y 1985. En su discurso sobre el Estado de la Unión de 1986 , el presidente Ronald Reagan pidió "un nuevo Orient Express que, para finales de la próxima década, pudiera despegar del aeropuerto de Dulles , acelerar hasta 25 veces la velocidad del sonido , alcanzar la órbita terrestre baja o volar a Tokio en dos horas". ^{[ 1 ]}

La investigación sugirió una velocidad máxima de Mach 8 para aeronaves con motor scramjet , ya que el vehículo generaría calor debido a la compresión adiabática , lo que consumiría una cantidad considerable de energía. El proyecto demostró que gran parte de esta energía podría recuperarse haciendo pasar hidrógeno sobre la superficie y transportando el calor a la cámara de combustión: Mach 20 parecía entonces posible. El resultado fue un programa financiado por la NASA y el Departamento de Defensa de los Estados Unidos (la financiación se dividió aproximadamente a partes iguales entre la NASA, DARPA, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos , la Oficina de la Iniciativa de Defensa Estratégica (SDIO) y la Armada de los Estados Unidos ). ^{[ 2 ]}

En abril de 1986, McDonnell Douglas , Rockwell International y General Dynamics recibieron contratos (cada uno por un valor no superior a 35 millones de dólares) para desarrollar tecnología para un vehículo/estructura hipersónica SSTO con propulsión de aire . ^{[ 2 ]} Rocketdyne y Pratt & Whitney recibieron contratos de 175 millones de dólares cada uno para desarrollar motores/propulsión. ^{[ 2 ]} Los contratistas de la estructura competirían y dos o tres serían eliminados después de un año. ^{[ 2 ]} El plan era que 42 meses después (finales de 1989), se adjudicarían contratos para construir el vehículo demostrador de vuelo. ^{[ 2 ]}

En 1990, las empresas se unieron bajo la dirección de Rockwell International para desarrollar la aeronave y superar los obstáculos técnicos y presupuestarios. Se inició así el desarrollo del X-30, como se le denominó entonces.

A pesar de los avances en la tecnología estructural y de propulsión necesaria, la NASA aún tenía importantes problemas que resolver. El Departamento de Defensa quería que transportara una tripulación de dos personas y una pequeña carga útil. Las exigencias de ser un vehículo tripulado , con instrumentación, sistemas de control ambiental y equipos de seguridad, hicieron que el X-30 fuera más grande, pesado y costoso de lo necesario para un demostrador tecnológico. El programa X-30 se canceló en 1993 debido a recortes presupuestarios y problemas técnicos.

El concepto original era una punta cónica, que evolucionó (¿después de 1987?) a una forma de pala plana.

La configuración del X-30 integraba el motor y el fuselaje. La parte delantera del fuselaje, con forma de pala, generaba una onda de choque para comprimir el aire antes de que entrara en el motor. La parte trasera del fuselaje formaba una tobera integrada para expandir los gases de escape. El motor intermedio era un estatorreactor de combustión supersónica (scramjet ). En aquel momento, ningún motor scramjet estaba cerca de estar operativo.

La configuración aerodinámica era un ejemplo de waverider . La mayor parte de la sustentación la generaba el fuselaje por compresión . Las "alas" eran pequeñas aletas que proporcionaban trimado y control. Esta configuración era eficiente para vuelos a alta velocidad, pero habría dificultado el despegue, el aterrizaje y el vuelo a baja velocidad.

Se esperaba que las temperaturas en la estructura del avión alcanzaran los 980 °C (1800 °F) en gran parte de la superficie, con máximos de más de 1650 °C (3000 °F) en los bordes de ataque y partes del motor. Esto requirió el desarrollo de materiales ligeros de alta temperatura, incluyendo aleaciones de titanio y aluminio conocidas como aluminuro de titanio gamma y alfa, compuestos avanzados de carbono/carbono y compuestos de matriz metálica de titanio (TMC) con fibras de carburo de silicio . McDonnell Douglas utilizó compuestos de matriz de titanio para crear una sección representativa del fuselaje denominada "Tarea D". El prototipo de prueba de la Tarea D medía 1,2 metros de alto por 2,4 metros de ancho por 2,4 metros de largo. Se integró un tanque criogénico de hidrógeno de carbono/epoxi en la sección del fuselaje y el conjunto completo, incluyendo el hidrógeno volátil y combustible, se probó con éxito con cargas mecánicas y una temperatura de 820 °C (1500 °F) en 1992, justo antes de la cancelación del programa.      

Características generales

• Longitud: 160  pies 0  pulgadas (48,768  m)
• Envergadura: 74  pies 0  pulgadas (22,5552  m)
• Peso bruto: 300.000  lb (136.077  kg)
• Planta motriz: 1 × scramjet

Actuación

• Propelentes: aire/ agua turbia LH2

• Scramjet

Aeronaves de función, configuración y época comparables

• NASA X-43 (esencialmente un modelo a escala reducida)
• Tupolev Tu-2000
• HOTOL  – Diseño británico de avión espacial de la década de 1980

• Jenkins, Dennis R.; Landis, Tony; Miller, Jay (junio de 2003). Vehículos X estadounidenses: un inventario — Edición del centenario del vuelo del X-1 al X-50 (PDF) . Monografías en historia aeroespacial. Vol.  31. Washington, DC: Oficina de Relaciones Externas de la NASA. LCCN 2003051364. Archivado del original (PDF) el 25 de abril de 2020. 
• Schweikart, Larry (1998). Hallion, Richard P. (ed.). La revolución hipersónica: estudios de caso en la historia de la tecnología hipersónica . Vol.  III: La búsqueda del avión orbital: el Programa Nacional de Aviones Aeroespaciales (1983-1995). Base de la Fuerza Aérea Bolling, DC: Programa de Museos e Historia de la Fuerza Aérea. Archivado del original (PDF) el 2 de julio de 2015.

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