acelerador de ariete

Un acelerador de ariete es un dispositivo para acelerar proyectiles , o un solo proyectil, a velocidades extremadamente altas mediante ciclos de propulsión similares a los de un motor a reacción, basados ​​en procesos de combustión de estatorreactor o estatorreactor supersónico . Se cree que con esta tecnología es posible lograr lanzamientos espaciales sin cohetes .

Consiste en un tubo largo (cañón) lleno de una mezcla de gases combustibles con un diafragma frangible en cada extremo para contenerlos. El proyectil se dispara mediante otro medio (por ejemplo, un cañón de gas ligero o un cañón electromagnético ) a velocidad supersónica a través del primer diafragma hacia el interior del tubo. Allí, el proyectil quema los gases como combustible, debido a su forma similar a la de un estatorreactor o un estatorreactor supersónico, y se acelera mediante propulsión a chorro. Otros principios físicos entran en juego a velocidades más altas.

En un estatorreactor convencional, el aire se comprime entre un cuerpo central en forma de punta y una cubierta exterior; se añade combustible, que se quema, y ​​los gases de escape a alta velocidad se expanden supersónicamente a través de la tobera para generar empuje. En un acelerador de impacto, se dispara un proyectil con una forma similar al cuerpo central del estatorreactor (a menudo desde un cañón convencional) hacia el cañón del acelerador, lo que provoca compresión entre el proyectil y las paredes del cañón. El cañón contiene una mezcla gaseosa premezclada de combustible y aire. A medida que el proyectil del acelerador de impacto comprime la mezcla de combustible y aire, esta se enciende y la combustión se estabiliza en la base del proyectil. El diferencial de presión resultante genera un empuje prodigioso que puede acelerar proyectiles a números de Mach dentro del cañón superiores a 8. Por lo tanto, si se utilizan mezclas de propulsores con una velocidad del sonido de 1000 m/s (por ejemplo, mezclas ricas en combustible de H₂ _- O₂ ₎ , es posible alcanzar velocidades de salida superiores a 8000 m/s.

Para abarcar un amplio rango en un sistema típico de acelerador de ariete, se utilizan múltiples etapas con propelentes a diferentes velocidades del sonido para mantener un alto rendimiento. Se emplean membranas o diafragmas que se perforan fácilmente con el proyectil para aislar las etapas de propelente. Cada sección se llena con una mezcla de combustible y aire diferente, elegida de manera que las secciones posteriores tengan velocidades del sonido más altas. De esta forma, el ariete puede mantenerse a velocidades óptimas de Mach 3 a 5 (en relación con la mezcla que atraviesa) durante todo su período de aceleración. Los aceleradores de ariete optimizados para usar modos de combustión supersónica pueden generar velocidades aún mayores (Mach 6 a 8) debido a la capacidad de combustionar combustible que aún se mueve a velocidad supersónica.

Los aceleradores de impacto se han propuesto como un método económico para enviar cargas útiles al espacio. Los proyectiles lanzados por impulso necesitan algún medio para circularizar su trayectoria para la inserción en órbita, por lo que los cohetes , como los diseñados en la década de 1960 en el Proyecto HARP , suelen incorporarse a los proyectiles.

La tecnología de aceleradores de impacto también se ha contemplado para aplicaciones militares, como capacidades de ataque e interceptación de ultra largo alcance contra amenazas estacionarias y en movimiento. El hecho de que el proyectil acelere y viaje a velocidades muy altas lo convierte en una alternativa ideal para la guerra antibuque , otorgándole la capacidad de evadir los sistemas de defensa. Solo sistemas como los cañones electromagnéticos podrían tener tales capacidades de ataque contra amenazas de alto nivel. Dichos proyectiles incluso podrían integrarse en los propios cañones electromagnéticos para permitir una aceleración aún mayor a un menor costo y con mayor eficacia contra una amplia variedad de objetivos.

Las tecnologías relacionadas con un acelerador de impacto para aplicaciones de lanzamiento espacial directo son: cañones de gas de dos etapas ( SHARP ), cañones de gas de inyección lateral múltiple (JVL), cañones de riel y cañones de bobina .

Los aceleradores de impacto se utilizan actualmente principalmente para la investigación de la combustión supersónica. El cañón de aceleración, un arma de ciencia ficción, se inspiró en los aceleradores de impacto.

La principal ventaja de un acelerador de ariete sobre un cañón convencional es su escalabilidad. En un cañón normal, la presión máxima se ejerce en el momento de la ignición de la carga. A medida que el proyectil avanza por el cañón, la aceleración disminuye debido a la expansión del gas que se encuentra detrás, hasta alcanzar valores tan insignificantes que un cañón más largo ya no se justifica. Con un acelerador de ariete, el proyectil es impulsado principalmente por la presión generada por la reacción de los gases propulsores que arden justo detrás del proyectil. Esto genera una presión constante tanto en el cañón como en el propio proyectil. En consecuencia, es posible utilizar cañones mucho más largos que los de los cañones convencionales, manteniendo una fuerte aceleración constante del proyectil.

• Cañón de riel helicoidal : cañón de riel de múltiples vueltas que reduce la corriente en un factor igual al número de vueltas. 
• Impulsor de masas : método de lanzamiento espacial propuesto 
• Cañón de riel de plasma – Acelerador lineal 

• US 10132578 , Knowlen, Carl; Bruckner, Adam y Higgins, Andrew J. et al., "Acelerador de ariete de tubo con deflectores", emitido el 20 de noviembre de 2018, asignado a la Universidad de Washington . 
• Pope, Gregory T. (1 de marzo de 1994). "Ramming Speed" . Discover . LabX Media Group . Archivado del original el 31 de enero de 2009.

• Grupo de Investigación de Aceleradores Ram – Una colaboración entre la Universidad de Washington y la Universidad del Sureste de Luisiana.