El fascinante motor del fascinante Lockheed SR-71 Blackbird

Por @Wicho — 9 de septiembre de 2022

Aunque su primer vuelo fue en diciembre de 1964 y su entrada en servicio en 1966, el Lockheed SR-71 Blackbird sigue pareciendo salido de una película de ciencia ficción. Para mí no hay duda alguna de que es uno de los aviones más fascinantes jamás construido. Y es que para volar rutinariamente a Mach 3,2 (unos 3.400 kilómetros por hora) y a una altura de unos 26 kilómetros hicieron falta soluciones cuando menos ingeniosas.

El vídeo de arriba en sí no es especialmente fascinante; es un plano fijo de un señor llamado Arnie Gunderson hablando durante unos 25 minutos. Pero resulta que Gunderson trabajó durante años en el Pratt & Whitney J58, el motor del Blackbird. De hecho llegó a dirigir el programa del J58. Y dice que fue la época de su carrera más alucinante, lo cual no es de extrañar. Porque si el Blackbird es fascinante, su motor no lo es menos.

SR-71A en vuelo – USAF

El J58 nació como un motor que iba a propulsar un caza embarcado para la Marina de los Estados Unidos capaz de Mach 3. Pero cuando la Marina se dio cuenta del precio de desarrollar un avión así, se echó para atrás. A fin de cuentas, como dice Arnie, para la Marina los aviones no son más que un accesorio para algunos de sus barcos. Sin embargo, cuando el gobierno de los Estados Unidos descubrió que necesitaba un avión espía capaz de volar más alto y rápido que el U-2, resultó que el J58 era el motor adecuado para esa misión.

Algunos de los detalles más curiosos e impresionantes que cuenta:

En su corazoncito, es un «simple» turborreactor. Es, para entendernos, como la parte central de la inmensa mayoría de los motores de los aviones comerciales de la actualidad.
Con el Blackbird a su velocidad de crucero de Mach 3,2 se crea una onda de choque por delante del avión que hace que el aire pase de unos -40 a unos 425 °C. Pero aún así ese aire a 425 °C sirve de refrigerante para el motor, que está bastante más caliente. Para ello circula por dentro de la góndola del motor pero por fuera de lo que es el turborreactor propiamente dicho.
La temperatura a la que funciona el motor hace que, en funcionamiento, crezca 15 centímetros a lo largo y 6,25 a lo ancho a causa de la dilatación de los metales en los que está fabricado. Para gestionar eso, se usan distintas aleaciones metálicas según la temperatura que tenga que soportar cada componente. Y en algunos de los más críticos, como los álabes de la turbina, se usan metales solidificados direccionalmente. Esto quiere decir que los cristales que los forman crecen todos en la misma dirección, con lo que hay mucho control sobre cómo se expande la pieza al calentarse.
El aceite que se usa para mantener lubricado el motor es sintético. En concreto un polímero de fenil éter que no tiene ningún problema en funcionar a los 200 °C que alcanza en el J58. De hecho es estable hasta casi los 350 °C.
El combustible, denominado JP7, es una forma de queroseno muy refinado y con un punto de ignición muy alto. De hecho, dice Gunderson, puedes acercarle una cerilla a temperatura ambiente y ni se entera. Se inyecta en la cámara de combustión a 315 °C, y entonces sí arde. Mientras, se usa también como parte del sistema de refrigeración del avión, absorbiendo sin mayor problema el calor generado por la fricción del aire con el fuselaje y por el funcionamiento de los sistemas internos. También sirve como lubricante para ciertos componentes antes de ser inyectado en la cámara de combustión y para eso lleva una serie de aditivos.
En la época en la que fue diseñado el Blackbird no había ordenadores electrónicos que pudieran ser montados en un avión. Así que el motor es controlado mediante ordenadores analógicos que usan los fluidos del motor. Uno controla el motor propiamente dicho y otro el posquemador. Los dos funcionan en base a levas, palancas y válvulas que según su posición y los valores de algunos sensores y la posición de la palanca de gases en la cabina influyen en otras levas, palancas y válvulas para controlar los componentes del motor y su funcionamiento. Un poco al estilo de la Moniac, la calculadora que funcionaba con agua.
Los conos que hay en el centro de las tomas de aire van retrasándose según aumenta la velocidad. Esto sirve para generar su propia onda de choque y hacer que el aire entre en el motor a la temperatura y presión adecuadas. El interior de las tomas de aire también tiene una serie de componentes que se mueven para adecuar la entrada de aire a lo que necesita el motor.
Parte de ese aire, como habrás leído antes, se usa para refrigerar el motor. Pero a la salida se mezcla con los gases de escape para aumentar la potencia del motor. A Mach 3,2 la mitad de la potencia viene de los gases de escape, la otra mitad del aire caliente y a presión que ha circulado por el exterior del motor.

Lo dicho, un motor fascinante para un avión fascinante.

Gracias por el enlace, Fredi.

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