La nueva idea de Patrick Rodi para el surf está muy lejos, rápido y al rojo vivo.

Rodi, un ingeniero aeroespacial pionero que se unió a la Escuela de Ingeniería Brown de Rice University en 2018, ha diseñado un vehículo de alto vuelo llamado "waverider cápsula" que hace más que atrapar una ola. Sobrevive a un ardiente regreso del espacio exterior antes de deslizarse como un surfista en su propia onda de choque.

El waverider está lejos de ser un avión típico. Mientras que un avión de pasajeros puede volar a unas 600 millas por hora, el waverider hipersónico sería al menos 10 veces más rápido, ya tales velocidades, el aire que fluye alrededor de un avión se comporta de formas que son fundamentalmente diferentes de cómo fluye el aire alrededor de un avión convencional.

"Cuando tienes flujo hipersónico, generas ondas de choque, "dijo Rodi, profesor en la práctica del Departamento de Ingeniería Mecánica de Rice. "Como diseñador, puede elegir la forma de esa geometría de modo que la onda de choque se encuentre a lo largo del borde de ataque del vehículo. Así que, literalmente, está montando su propia onda de choque ".

Rodi se unió a Rice después de una carrera de 23 años en Lockheed Martin, donde trabajó en muchos programas avanzados en el famoso Skunk Works en Palmdale, California, así como en el programa de la cápsula espacial Orion en Houston. Los Waveriders han sido durante mucho tiempo una pasión para Rodi, a quien la Oficina de Investigación Naval ha llamado "el desarrollador de tecnología de waverider más prolífico en el registro público".

"Otros vehículos tienen ondas de choque, ", dijo." Pero las ondas de choque se separan del vehículo, y fugas de alta presión alrededor de ese pequeño espacio entre la onda de choque y el cuerpo mismo ".

El diseño de waverider evita que el aire a alta presión se escape.

"Estás gastando energía para comprimir el aire, y ahora está utilizando ese aire a alta presión de la manera más eficiente posible, ", dijo." No estás perdiendo ese impulso. Lo está capturando dando forma a la geometría, surfeando la ola. Y es muy eficiente. Eso es lo más importante de los waveriders. La relación entre sustentación y arrastre es realmente alta, que se correlaciona linealmente con la distancia de deslizamiento, o rango, la métrica que estás buscando ".

Rodi tenía previsto presentar el diseño de la cápsula waverider el mes pasado en Montreal en la Conferencia de Sistemas y Tecnologías Hipersónicos y Aviones Espaciales del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica (AAIA). que fue cancelada debido al coronavirus.

"Esta es mi sexta clase nueva de vehículos waverider, y es lo que se conoce como vehículo de deslizamiento rápido, que es un gran problema en los hipersónicos en estos días, " él dijo.

Los vehículos de propulsión y deslizamiento pueden ser de largo o corto alcance y, a menudo, se discuten como un nuevo tipo de sistema de lanzamiento para armas lanzadas desde misiles balísticos.

Como ojivas tradicionales, Los vehículos de propulsión y planeo serían impulsados ​​al espacio con misiles. Pero las ojivas tradicionales no maniobran, lo que significa que es posible saber hacia dónde se dirigen solo unos momentos después de su lanzamiento. Los planeadores de impulso pueden obstaculizar a los defensores cambiando de dirección y volando a ubicaciones de destino impredecibles.

"Cuando entra por primera vez a la atmósfera, golpea bastante profundo, y se pone realmente muy caliente, "Dijo Rodi." Hay una carga de alta presión, alta calefacción. Para reingresar, quiere algo que pueda sobrevivir a ese alto calentamiento. Básicamente, quieres un vehículo que se parezca a una cápsula espacial tradicional. Como planeador quieres algo que sea muy eficiente, con una alta relación entre sustentación y arrastre ".

La clase cápsula waverider equilibra esas demandas, él dijo. En un lado, tiene el redondeado, forma roma que recuerda a un escudo térmico tradicional de una cápsula espacial. En el lado opuesto, es un planeador waverider con forma de ala.

Las armas no fueron la inspiración para el waverider de deslizamiento y impulso de Rodi. Bastante, los ve como vehículos para el aterrizaje de personas y suministros en Marte.

Si bien la atmósfera del planeta rojo es delgada, Las naves espaciales necesitan escudos térmicos para sobrevivir a la entrada. Esta calefacción La superficie rocosa del planeta y el retraso de las comunicaciones entre la Tierra y Marte se combinan para dificultar mucho los aterrizajes en Marte.

"Eso es un problema real para la NASA, ", Dijo Rodi." Este concepto te permitiría entrar como una cápsula, dar la vuelta a un waverider, deslizarse mira las cosas, encuentre su lugar de aterrizaje y luego deje el equipo con paracaídas, deslizarse y patinar por la superficie marciana, o cabecear y aterrizar sobre la cola del vehículo. Te da muchas opciones ".