Articulo de referencia

Sociedad de Estudios para la Propulsión por Reacción

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La Société d'Études pour la Propulsion par Réaction (SEPR) (en francés : Jet Propulsion Research Company ) fue una empresa francesa de investigación y fabricación fundada en 1944 que se especializó en el desarrollo de motores de cohete de combustible líquido durante las décadas de 1950, 60, 70 y 80. [ 2 ]

El SEPR 841 es un motor cohete de combustible líquido utilizado como unidad de potencia auxiliar para el avión interceptor de gran altitud y potencia mixta Dassault Mirage III de la década de 1960. Este motor fue uno de varios motores similares desarrollados por SEPR.

Potencia mixta

En la década de 1950, Europa Occidental estaba muy preocupada por los ataques de flotas de bombarderos de gran altitud, como el Tu-95 Bear . Estos aviones eran anteriores al desarrollo de postquemadores prácticos o misiles tierra-aire, por lo que se buscaban maneras de mejorar el rendimiento de las aeronaves convencionales. Particularmente en Francia, y en cierta medida en el Reino Unido, se estudiaron aviones interceptores de propulsión mixta , con una combinación de propulsión a reacción y cohete. El cohete se usaría para el rendimiento a gran altitud, aumentando la velocidad o el techo de vuelo.

Los estudios franceses para interceptores de potencia mixta comenzaron en 1948. [ 3 ] Para 1953, el avión Trident de la SNCASO estaba en vuelo. Este era un diseño inusual, con un único motor cohete SEPR de tres cámaras como motor principal, asistido para el despegue y el vuelo a baja altitud por dos turborreactores Turbomeca Marboré . [ ii ] El Trident era difícil de manejar solo con los turborreactores de baja potencia y consumía mucho combustible con la propulsión del cohete. Este uso principal del cohete no se repitió en el futuro: los aviones posteriores serían propulsados ​​por reactores, reservándose el cohete para vuelos a alta velocidad. Los cohetes posteriores también serían considerablemente menos potentes que el SEPR 48-1 del Trident.

Una de las innovaciones del avión Trident II fue el motor de dos cámaras SEPR 631. Ambas cámaras podían encenderse por separado. Si bien no era regulable en empuje, permitía alcanzar la mitad de la potencia.

Espejismo

El SEPR 841 fue montado para un Mirage IIIC.

El Mirage y su distintiva configuración de ala delta se originaron con el prototipo MD.550 Mystère-Delta . Este guardaba poca relación, aparte del nombre, con el Dassault Mystère , el caza francés de ala en flecha de la época. El avión delta era más pequeño, con un peso aproximado de dos tercios del Mystère, y estaba propulsado por dos pequeños turborreactores Viper y el cohete SEPR 66. Estos tres motores apenas superaban el empuje del ATAR 101D del Mystère , aunque también pesaban aproximadamente la mitad que este.

Mirage IIIC

El Mirage III adoptó el motor ATAR 9, más desarrollado y con postcombustión . [ iii ] Dado que el ala delta aumentaba considerablemente la capacidad supersónica de la aeronave, se mantuvo la propulsión a cohete. Este fue el primer avión europeo en superar Mach 2 en vuelo horizontal. [ iv ]

Se reconoció que la mayoría de las misiones no requerían el cohete y no podían permitirse su consumo de combustible. El objetivo original de interceptar bombarderos de gran altitud también parecía estar quedando obsoleto en favor de los misiles, tanto para ataque como para defensa. Por lo tanto, el cohete del Mirage se montó como una cápsula extraíble que podía sustituirse por un depósito de combustible para reactores de 410 litros (90 galones imperiales ) para aumentar su alcance. Solo la interceptación a gran altitud seguiría utilizándolo. [ 7 ] 

Para mantener el equilibrio a medida que se consumía el combustible del cohete, el paquete de cohetes estaba dividido en dos partes. El tanque de oxidante de ácido nítrico de 310 litros (69 galones imperiales ) estaba montado directamente delante del motor del cohete. Un tanque de combustible más pequeño de 150 litros (32 galones imperiales ) de TX2 [ 8 ] Furaline [ 5 ] estaba montado en el compartimento delantero, justo detrás de la cabina, reemplazando el paquete de cañones. Cuando se desempeñaba como interceptor propulsado por cohetes, la aeronave solo estaría armada con misiles.    

El paquete de cohetes se podía cambiar en unos 20 minutos quitando seis pernos. [ 5 ] El repostaje del oxidante del cohete era potencialmente peligroso, por lo que se realizaba lejos de otras aeronaves, por personal de tierra con ropa protectora y con un equipo de bomberos presente para limpiar cualquier derrame. El repostaje de ácido se realizaba sobre una bandeja de goteo de acero, con el flujo de ácido y el retorno de la ventilación del tanque a través de tuberías cerradas con un visor para observar los tanques llenos. [ 8 ]

En las misiones de entrenamiento se alcanzó Mach 1,4 sin el cohete y 1,8 con él. Se podían alcanzar altitudes de 65 000 pies (20 000 m) en un ascenso rápido, o 75 000 pies (23 000 m) con el empuje del cohete. La duración típica de una misión de entrenamiento de 45 minutos se reduciría a menos de 30, con Mach alto y el uso del cohete. [ 8 ]  

Motores de cohete auxiliares

Los motores de cohete auxiliares del SEPR se basaban en una química de combustible hipergólico de 98,5 % de ácido nítrico (HNO₃ ) como oxidante con alcohol furfurílico como combustible, en una proporción de 2,4:1. [ 9 ] Los combustibles posteriores fueron una mezcla de 41 % de alcohol furfurílico, 41 % de xilidina y 18 % de alcohol metílico , llamada furalina. [ 10 ]

De manera inusual, las turbobombas de algunos motores del SEPR eran accionadas mecánicamente desde el exterior. [ v ] Un eje de transmisión mecánico del accionamiento de accesorios del turborreactor principal proporcionaba los 93 caballos de fuerza (69 kW) necesarios a 5070 rpm, [ vi ] siempre que el motor estuviera funcionando a máxima velocidad. [ 5 ] Como los propelentes son hipergólicos, el motor puede encenderse repetidamente simplemente acoplando el accionamiento del embrague a la bomba.  

La única cámara de combustión del motor se enfriaba regenerativamente mediante el oxidante ácido. [ 11 ]

SEPR 841

El avión 841 utilizaba TX2 ( trietilamina xilidina ) como combustible.

El motor se diseñó priorizando la simplicidad y la fiabilidad, en lugar de un control sofisticado. El único control del piloto era un simple interruptor de encendido/apagado, y las válvulas y la bomba se controlaban mediante un temporizador electromecánico. La energía para accionar las válvulas principales se obtenía mediante una botella de aire comprimido o la presión del combustible.

Los tanques se presurizaron con aire: el tanque de combustible con aire de purga del compresor del motor y el tanque de oxidante con aire de impacto y, adicionalmente, con aire almacenado. El aire de impacto se tomó de las purgas de la capa límite de entrada supersónica. [ 12 ] Una única válvula controlada por temporizador abrió el suministro de aire almacenado, que a su vez abrió las llaves neumáticas de baja presión. Una segunda válvula, tras un retardo, accionó el embrague de la turbobomba. Las llaves de alta presión se abrieron mediante un único pistón hidráulico, accionado por la presión del combustible controlada a través de una tercera válvula temporizada. Tanto el combustible como el oxidante fluyeron primero a través de una pequeña válvula piloto para la ignición, antes de que se abrieran sus válvulas principales. El control del temporizador supervisó la correcta apertura de las cuatro válvulas para garantizar una mezcla segura. [ 11 ]

Se proporcionó un sistema de válvula de descarga para cualquier ácido residual. [ 11 ] El oxidante cargado se quemó en vuelo antes del aterrizaje o se descargó. [ 2 ]

La producción en serie de los motores fue llevada a cabo por Hispano-Suiza . [ 2 ]

SEPR 844

Para simplificar el suministro de combustible, el combustible TX2 del SEPR 84-1 fue reemplazado por queroseno estándar para aviones TR-0 [ 8 ] como en el SEPR 84-4. [ 13 ] Esto requirió algunos cambios en el motor.

Para lograr una ignición hipergólica fiable, se conservó un pequeño depósito TX para alimentar la válvula de ignición piloto del motor. Este suministro de combustible se controlaba de forma muy sencilla, mediante el desplazamiento bajo presión de combustible que actuaba sobre un pistón en el depósito. [ 11 ] La capacidad del depósito TX limitaba el motor a solo dos o tres arranques por vuelo.

El tanque de la bahía delantera también podía usarse como tanque de combustible adicional para el motor a reacción principal. [ 14 ] Sin embargo, el tanque principal no podía alimentar el cohete. [ 11 ] Reemplazar tanto el cohete como el cañón con los tanques de combustible proporcionaba un alcance de traslado adicional .

Véase también

Aeronave
Motores

Referencias

  1. Véase el Saunders-Roe SR.53
  2. Los cohetes son menos eficientes a bajas velocidades y altitudes reducidas, ya que su alta velocidad de escape es menos eficiente y sus toberas no están adaptadas a la mayor presión a baja altitud.
  3. Con un empuje de 12.000 lbf, esto era aproximadamente el doble que el ATAR 101D del Mystère.
  4. En mayo de 1958, el Lightning británico no lograría esto hasta noviembre.
  5. El Armstrong Siddeley Snarler y los primeros modelos del Screamer tenían una disposición similar.
  6. SEPR 841 en el Mirage
  1. 1 2 3 Reuter, Henri, ed. (junio de 1957). "SEPR?;sa structure" (PDF) . SEPR Union:Revue d'information du personnel (en francés) (1). París: 5. Recuperado el 24 de octubre de 2015 .
  2. 1 2 3 "La industria francesa en breve" . Flight International : 113. 16 de julio de 1964.
  3. Gunston, Bill (1981). Fighters of the Fifties . Patrick Stephens Limited. págs. 218–219 . ISBN  0-85059-463-4.
  4. Green, William y Swanborough, Gordon (1994). Enciclopedia ilustrada de todos los aviones de combate construidos y volados . Nueva York: Smithmark Publishing. pág. 547. ISBN  978-0-8317-3939-3.
  5. 1 2 3 4 James Hay Stevens (22 de abril de 1960). "Mirage" . Flight International : 558–562 .
  6. Vuelo (1963) , pág. 434.
  7. Vuelo (1960) , pág. 562.
  8. ^ " Los Cigognes de Dijon " . Vuelo Internacional : 430. 5 de septiembre de 1963.
  9. Vuelo Internacional "SEPR" : 123. 26 de julio de 1957.
  10. Schmidt, Eckart W. (19 de diciembre de 2022). «Alcohol furfurílico como combustible para cohetes» . Enciclopedia de combustibles líquidos . De Gruyter. págs. 36–44 . doi : 10.1515/9783110750287-001 . ISBN  978-3-11-075028-7.
  11. 1 2 3 4 5 "Paquete de motor cohete". Notas del piloto del Mirage III O (RAAF) (PDF) . pág. 12. 
  12. Vuelo (1960) , págs. 558–559.
  13. "Motores aeronáuticos 1962" . Flight International : 1010. 28 de junio de 1962.
  14. Mirage III O , pág. 5.