Tupolev Tu-2000

El Tupolev Tu-2000 fue un avión experimental hipersónico diseñado por la oficina de diseño Tupolev . Su objetivo era probar tecnologías para un avión aeroespacial de una sola etapa con capacidad orbital, así como para el bombardero intercontinental Tupolev Tu-360 .

El desarrollo del Tu-2000 comenzó en 1986 como respuesta soviética al proyecto X-30 en Estados Unidos . ^{[ 1 ]} Tras la caída de la Unión Soviética , Rusia se hizo cargo del proyecto y lo continuó hasta 1992, cuando se suspendió por falta de fondos. ^{[ 2 ]}

El demostrador de tecnología experimental habría pesado entre 70 y 90 toneladas (150 000 y 200 000 lb) con una longitud de 60 m (196 ft) , mientras que el vehículo de una sola etapa a órbita habría pesado entre 210 y 280 toneladas (460 000 y 620 000 lb) y transportado una carga útil máxima de 10 toneladas (22 000 lb) a órbitas terrestres de entre 200 y 400 km (120 y 250 mi) de altura. ^{[ 3 ]}       

El trabajo en el proyecto comenzó en la década de 1970. La Oficina de Diseño Tupolev inició el desarrollo de un avión aeroespacial con un peso de lanzamiento de aproximadamente 300 toneladas (660 000 lb) . Se consideraron varios métodos de propulsión, como un motor de cohete líquido con elementos combustibles , propulsión nuclear para aeronaves , un motor de plasma o un motor iónico . 

La aparición del transbordador espacial estadounidense fue el motivo del desarrollo de la defensa aérea soviética . Su desarrollo comenzó en 1981. Tres años después, se propuso un sistema aeroespacial basado en una aeronave orbital de una sola etapa con un motor cohete de combustible líquido, que podía lanzarse tanto desde tierra como desde portaaviones . Sin embargo, para aumentar la eficiencia y la capacidad de combustible, pronto se adoptó una variante con una planta motriz combinada de un motor turborreactor , un motor estatorreactor y un motor cohete de combustible líquido , que se convirtió en el prototipo del Tu-2000.

La aeronave fue diseñada como un avión sin cola y tenía un motor y una extensión triangular de ala baja ubicada debajo del fuselaje . El núcleo del diseño era la planta motriz, que incluía:

• 4 motores turborreactores en la parte trasera del fuselaje;
• 1 estatorreactor principal de amplio alcance y aceleración (ubicado en la parte trasera del fuselaje);
• Dos motores cohete de combustible líquido para maniobrar en el vacío (instalados entre los turborreactores).

Se requería un gran número de motores para optimizar la eficiencia en diferentes modos de vuelo. La mayor parte del volumen de la aeronave estaba ocupada por tanques de combustible de hidrógeno líquido . La tripulación, compuesta por dos personas, se ubicaba en la parte delantera del fuselaje. Un sistema automático de rescate de la tripulación debía proporcionar una ruta de escape a cualquier altitud. La sección delantera, incluida la cabina, era desmontable. Se consideraron dos opciones de escape: rescate mediante paracaídas desde la cabina de mando y un asiento eyectable .

El equipo de radio y electrónico se ubicaba detrás de la cabina de vuelo. El chasis del puntal de morro se extrajo en el mismo compartimento. Las partes central y trasera del fuselaje albergaban el tanque de combustible de hidrógeno líquido. El tanque de oxígeno líquido que suministraba oxidante a los motores cohete se ubicaba en la cola del fuselaje. El hidrógeno líquido se utilizaba como combustible para todos los motores y provenía de un único sistema de combustible .

La aeronave fue diseñada con tren de aterrizaje triciclo . El tren delantero tenía ruedas gemelas de pequeño diámetro con neumáticos de alta presión. El tren de aterrizaje principal sería de una sola rueda y se retraería hacia los compartimentos del fuselaje.

Se suponía que el VKS debía despegar de pistas estándar de hasta 3 km (1,9 millas) de longitud, volar de regreso a velocidad subsónica después del despegue para alcanzar el punto de inicio de aceleración establecido y antes del aterrizaje para la aproximación a un aeródromo determinado ; realizar vuelos para cambiar la base del aeródromo, realizar rápidamente una aceleración a una velocidad y altitud determinadas, incluido el acceso a una órbita circular ; realizar múltiples maniobras orbitales ; realizar un vuelo orbital autónomo de hasta un día; realizar un vuelo de crucero en la atmósfera a velocidades hipersónicas , realizar una desaceleración con desaceleración al regresar de la órbita; en el proceso de aceleración a parámetros orbitales y en el proceso de descenso, realizar maniobras para el paso de una ruta determinada y la salida a una órbita determinada y un aeródromo determinado; cambiar el plano de vuelo orbital.  

La aceleración del trabajo contribuyó a la información sobre el proyecto Rockwell X-30 , un demostrador tecnológico para el proyecto del Avión Aeroespacial Nacional (NASP) de Estados Unidos. En 1986, se emitieron dos decretos gubernamentales para desarrollar un proyecto similar. El 1 de septiembre del mismo año, el Ministerio de Defensa publicó la tarea técnica para un sistema de videoconferencia reutilizable de una sola etapa, capaz de resolver problemas en la atmósfera y el espacio cercano , y de realizar transporte transatmosférico intercontinental de alta velocidad.

Se planeó implementar el proyecto en dos etapas:

1. Creación de un avión Tu-2000A con un peso en vuelo de 70 a 90 toneladas (150 000 a 200 000 lb) y una velocidad de Mach 6 a una altitud de 30 km (98 000 ft) . El VKS iba a tener 60 m (200 ft) de largo; con una envergadura de 14 m (46 ft) ; y un ángulo de flecha del borde de ataque de 70 grados .       
2. La segunda fase contemplaba diversas opciones de implementación: el Tu-2000B, el MVKS y un avión de pasajeros hipersónico.

• El Tu-2000B era un bombardero bimotor con un alcance de 10 000 km (5400 millas náuticas) y un peso al despegue de 350 toneladas (770 000 libras) . Sus seis motores le proporcionaban una velocidad de Mach 6 a una altitud de 30 km (19 millas) .     
• La versión MVKS iba a tener un peso al despegue de 260 toneladas (570.000 lb) , un techo de vuelo de más de 60 km (200.000 ft) y una velocidad de Mach 15-25. Transportaría una carga de 8-10 toneladas (18.000-22.000 lb) a una órbita de 200 km (110 millas náuticas) .      
• No se realizó un estudio detallado de la propuesta del vehículo hipersónico, ya que no se consideró una prioridad.

Para cuando se desintegró la URSS, el proyecto estaba en pleno desarrollo. La Perestroika resultó en una reducción de los costos del proyecto. Sin embargo, para diciembre de 1991, muchos elementos estructurales ya se habían fabricado: la caja de torsión del ala de aleación de níquel , parte del fuselaje, los tanques de combustible criogénicos y las líneas de combustible de material compuesto. ^{[ 1 ]} En comparación, en ese momento el proyecto estadounidense X-30 estaba estancado en un intento de construir una sección del fuselaje de aleación de titanio. El Tu-2000 podría haberse completado para el año 2000, pero las circunstancias habían cambiado.

Debido a la falta de financiación en el verano de 1992, el proyecto fue desclasificado y tuvo que convertirse en un proyecto comercial. El diseño del MVKS se presentó en la exposición Mosaeroshow-92 . Los máximos dirigentes del país prometieron apoyar el proyecto para elevar el prestigio nacional, pero no hicieron nada. Poco después , la financiación se interrumpió por completo.

A precios de 1995, el costo de construcción de un Tu-2000 se estimaba en 450 millones de dólares, y el de los trabajos de desarrollo en 5290 millones de dólares. A un ritmo de 20 arranques por año, el costo de cada arranque debería haber sido de 13,6 millones de dólares. Con la financiación adecuada, el proyecto podría haberse completado en 13 a 15 años, pero en 1993 se canceló el Tu-2000.

Datos de ^{[ 3 ]}

Características generales

• Tripulación: dos
• Capacidad: carga útil de 8.000 kilogramos (18.000  lb)
• Longitud: 72  m (236  pies 3  pulgadas)
• Envergadura: 14  m (45  pies 11  pulgadas)
• Diámetro: 13  m (42  pies 8  pulgadas)
• Peso máximo al despegue: 280.000  kg (617.294  lb)
• Planta motriz: 7 × hidrógeno líquido con oxidante de oxígeno líquido , 4 turborreactores , 1 estatorreactor de combustión supersónica y 2 cohetes.

Actuación

• Velocidad máxima: Mach 25 (en órbita)

• TRANSPORTE ESPACIAL: Hiperavión Tupolev Tu-2000 – Rusia
• "Tu-2000" . Enciclopedia Astronáutica . Mark Wade. Archivado del original el 28 de diciembre de 2016. Consultado el 28 de agosto de 2019. Este equivalente soviético del avión espacial estadounidense X-30 de una sola etapa con motor scramjet para órbita comenzó su desarrollo en 1986.