Como dice el viejo chascarrillo las balas no matan, lo que mata es la velocidad que llevan. Por tanto, cualquier salto en la velocidad que pueda alcanzar un proyectil va a influir decisivamente en el daño que pueda provocar. Y no sólo eso: la rapidez no sólo determina el efecto del arma, sino que puede modificar de modo sustancial el mismo enfrentamiento entre dos fuerzas, ya que proporciona una ventaja estratégica fundamental. Según la terminología del Ciclo OODA del teórico de la estrategia John Boyd, la velocidad de las armas propias permite acortar el bucle de decisión con respecto al del adversario; en esta teoría gana quien es capaz de reaccionar más rápido. Las armas hipersónicas, aquellas capaces de alcanzar velocidades superiores a 5 veces la del sonido (por encima de 6.100 km/h) ofrecen por tanto la posibilidad de modificar por completo los enfrentamientos bélicos futuros.
Por eso todas las potencias experimentan con ellas, aunque ponerlas a punto no es fácil.
Fuera de los misiles balísticos, que tienen un perfil de vuelo muy determinado, las armas verdaderamente hipersónicas están todavía en su infancia. EEUU, Rusia, China, Gran Bretaña o Francia tienen programas de investigación para desarrollarlas, pero todavía no hay ninguna verdaderamente operativa debido a las enormes dificultades tecnológicas que implican. El principal problema para este tipo de armas es controlar el perfil de vuelo y perfeccionar el sistema de propulsión ya que los reactores convencionales no sirven para estas velocidades.
En este rango de velocidades las alas son innecesarias; se dice que ‘cabalgan’ sobre las ondas de choque creadas por su propio movimiento
Para alcanzar el rango de velocidad hipersónica hacen falta motores del tipo estatorreactor (scramjet cuando son supersónicos). En este tipo de motores no son necesarios compresores o turbinas para aumentar la presión del aire que entra en la cámara de combustión, ya que la propia velocidad del artefacto se encarga de ello. A cambio la geometría de la entrada de aire es fundamental y complicada de optimizar para todos los regímenes de vuelo. Además, este tipo de motores no puede funcionar por debajo de una velocidad crítica (300 km/h para los estatorreactores subsónicos), por lo que es necesario algún otro tipo de propulsión que impulse al vehículo hasta alcanzarla.
Una vez obtenida la velocidad límite, el estatorreactor entra en funcionamiento pudiendo acelerar hasta velocidades teóricas superiores a los 12 Mach (cerca de 15.000 km/h). Según la velocidad aumenta la compresión se hace demasiado elevada y el motor pierde rendimiento, por lo que es necesario reducir el efecto de la velocidad en la entrada del aire: controlar esta transición es técnicamente complicado.
En este rango de velocidades las alas son innecesarias, ya que basta usar esquemas de cuerpo sustentador en los que el mismo fuselaje del vehículo genera suficiente fuerza de sustentación vía compresión del aire; se dice que ‘cabalgan’ sobre las ondas de choque creadas por su propio movimiento. Una vez más, la geometría del aparato es decisiva y el cálculo aerodinámico muy complicado; además la fricción del aire eleva mucho la temperatura de algunas zonas, por lo que es necesario usar en su construcción aleaciones especiales. Por todo ello el diseño de este tipo de vehículos no es en absoluto sencillo.
El prototipo X-51 Waverider
Todas las grandes potencias han desarrollado primero vehículos experimentales con los que poner a punto formas, materiales y sistemas de control antes de aplicar sus descubrimientos a armas operativas. EEUU ha realizado varias pruebas con su último prototipo denominado X-51 Waverider, un avión no tripulado que es la culminación de una serie de diseños experimentales que se llevan probando desde los años 60. El W-51 está diseñado para alcanzar hasta Mach 7 (casi 8.600 km/h) y se lanza desde un bombardero B-52 modificado volando a 15.000 m de altura; durante la caída se activa un motor cohete desechable que lo acelera hasta 4,5 Mach, momento en el que arranca su propio estatorreactor.
El aparato ha realizado 5 vuelos de prueba de los cuales sólo 1 (el último, en 2013, vídeo) culminó en completo éxito: otro fue un éxito parcial y otros tres fracasos de varios tipos. El objetivo del X-51 es servir de base tecnológica para el desarrollo de la futura High Speed Strike Weapon (arma de ataque de alta velocidad), que se pretende sea un misil capaz de Mach 5 y con un alcance de unos 500 km que entre en servicio en la década de 2020.
El proyecto 4202 ruso y el DF-ZF chino
Rusia trabaja por su parte en el llamado Proyecto 4202, cuyo objetivo es analizar y poner a punto el vehículo conocido como Yu-71. Se cree que el Yu-71 es capaz de alcanzar Mach 10 (unos 11.200 km/h) conservando una ágil capacidad de maniobra que lo hace inmune a la actual generación de defensas antimisil; en sus ensayos Rusia utiliza como impulsor un misil balístico, por lo que parece estar optimizado como vehículo maniobrable de reentrada, a diferencia del cohete experimental Kholod con el que alcanzó 6,47 Mach ya en 1991. Está previsto que los lanzamientos de prueba del Proyecto 4202 continúen durante este año y el próximo.
Seis ensayos ha realizado China con su vehículo DF-ZF, antes conocido en Occidente como WU-14 y que como el Yu-71 ruso es un planeador hipersónico que es lanzado a lomos de un misil balístico y efectúa una reentrada en la atmósfera a velocidades estimadas por agencias de inteligencia estadounidenses como superior esa Mach 5, aunque el diseño en principio podría llegar hasta Mach 10. Como en el vehículo ruso se ignora el tipo de cabeza de combate que puede llevar, aunque se supone que podría montar tanto explosivos nucleares como convencionales. Se especula con que el DF-ZF sirva también como carga útil de los misiles balísticos antibuque Dong Feng 26, lo que aumentaría su alcance útil y dificultaría cualquier defensa. Otros analistas descartan que la tecnología esté disponible y proyectan que China está a dos décadas de poder desplegar un arma eficaz basada en ella. Pero el desarrollo preocupa a la marina EE UU.
Si una bala de pistola de 9 mm avanza a 990 km/h, y la de un M-16 a 3.400 km/h, imagina algo que viene hacia ti a más de 10.000 km/h
En efecto; la principal ventaja de este tipo de armamento es que además de aumentar el poder destructivo del arma por su misma velocidad reduce enormemente el tiempo disponible para efectuar cualquier acción defensiva. Si una bala de pistola de 9 mm avanza a 275 m/sg, es decir a 990 km/h, y la bala de un M-16 a unos 948 m/s, es decir 3.400 km/h, imaginemos lo que puede ser que te disparen con algo que viene hacia ti a más de 10.000 km/h. Un misil a esa velocidad avanzaría 2,77 km cada segundo, por lo que por ejemplo en la guerra naval y suponiendo que el horizonte visible desde un mástil está a unos 25-27 kilómetros alcanzaría al barco blanco en menos de 10 segundos; ese es todo el tiempo que tendría para intentar cualquier defensa. No es de extrañar que haya sido en este ámbito donde se han realizado los mayores esfuerzos de desarrollo, y donde existen armas ya desplegadas, aunque técnicamente no hipersónicas; ‘sólo’ supersónicas.
Presente súper, futuro híper
De este tipo son los misiles soviéticos y luego rusos conocidos en Occidente como P-700 Granit, un misil de crucero supersónico diseñado para atacar los grupos de portaviones estadounidenses dificultando al máximo su defensa. El Granit, aún en servicio en los submarinos Oscar II y los cruceros de las clases Kirov y Almirante Kuznetsov, alcanza velocidades superiores a Mach 2,5 en altura y 1,6 volando cerca del mar, y tiene un alcance de entre 500 y 650 km. Está propulsado por un estatorreactor que se activa después de que un cohete impulsor lo lleve a la velocidad adecuada, y puede llevar una cabeza de combate nuclear de 500 kilotones o 750 kg de alto explosivo. Para hacerlo más letal cuenta con un sistema de guiado en enjambre que permite cooperar a varios misiles que vuelan juntos: uno de ellos se eleva para localizar al objetivo y envía la información a los demás. Además, cuenta con capacidad contramedidas electrónicas y para esquivar a los misiles antimisil.
Ruso es también el P-800 Oniks, conocido también como Yakhont (versión de exportación). Se trata de un misil más pequeño que el Granit pero capaz de llegar a Mach 2,5 y con un alcance máximo de 600 km (en la versión rusa; menos de 300 en la de exportación). Su cabeza de combate es menor, de 250 kg de explosivo, y a diferencia del modelo anterior, además de poder lanzarse desde barcos de superficie y submarinos, hay versiones con lanzamiento desde tierra (sistema Bastion, exportado a varios países y también desplegado por Rusia) e incluso desde el aire. El Oniks cuenta con un cohete impulsor interno que lo acelera hasta que arranca su estatorreactor, sistema que ha servido de base para el desarrollo del proyecto conjunto BrahMos con la India. En el arsenal ruso también hay versiones de la familia de misiles de crucero Kalibr capaces de efectuar perfiles de ataque supersónicos al acercarse al blanco.
BrahMos está considerado como el misil crucero más rápido que está en servicio en este momento, ya que alcanza Mach 2,8, y utiliza el motor y sistema de lanzamiento del Oniks pero con un sistema de guiado y localización de blancos diferente. Su alcance es de 290 km y puede volar desde 5 a 14.000 m de altura, siendo capaz de efectuar maniobras complejas en las fases finales del ataque para despistar a las defensas. Hay diferentes versiones con lanzamiento desde barcos, submarinos, desde tierra o desde aeronaves como el Su-30, en servicio en las fuerzas armadas indias. Puede atacar buques, y también blancos terrestres, y puede llevar cabeza convencional o nuclear. La India ha desplegado ya varios regimientos de este sofisticado misil, y trabaja en desarrollar una versión hipersónica con el nombre de BrahMos II cuyo objetivo es alcanzar una velocidad máxima de Mach 7, más del doble de la versión actual.
De modo que con todas sus dificultades y problemas, y aún con la necesidad de prolongados y caros ensayos con vehículos experimentales, de una cosa podemos estar razonablemente seguros: en el futuro los misiles hipersónicos serán un componente más del arsenal de las potencias, sobre todo en el mar.
Fuera de los misiles balísticos, que tienen un perfil de vuelo muy determinado, las armas verdaderamente hipersónicas están todavía en su infancia. EEUU, Rusia, China, Gran Bretaña o Francia tienen programas de investigación para desarrollarlas, pero todavía no hay ninguna verdaderamente operativa debido a las enormes dificultades tecnológicas que implican. El principal problema para este tipo de armas es controlar el perfil de vuelo y perfeccionar el sistema de propulsión ya que los reactores convencionales no sirven para estas velocidades.
En este rango de velocidades las alas son innecesarias; se dice que ‘cabalgan’ sobre las ondas de choque creadas por su propio movimiento
Para alcanzar el rango de velocidad hipersónica hacen falta motores del tipo estatorreactor (scramjet cuando son supersónicos). En este tipo de motores no son necesarios compresores o turbinas para aumentar la presión del aire que entra en la cámara de combustión, ya que la propia velocidad del artefacto se encarga de ello. A cambio la geometría de la entrada de aire es fundamental y complicada de optimizar para todos los regímenes de vuelo. Además, este tipo de motores no puede funcionar por debajo de una velocidad crítica (300 km/h para los estatorreactores subsónicos), por lo que es necesario algún otro tipo de propulsión que impulse al vehículo hasta alcanzarla.
Una vez obtenida la velocidad límite, el estatorreactor entra en funcionamiento pudiendo acelerar hasta velocidades teóricas superiores a los 12 Mach (cerca de 15.000 km/h). Según la velocidad aumenta la compresión se hace demasiado elevada y el motor pierde rendimiento, por lo que es necesario reducir el efecto de la velocidad en la entrada del aire: controlar esta transición es técnicamente complicado.
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| Concepto del vehículo hipersónico chino DF-ZF, antes conocido en Occidente como WU-14. (Imagen: Wikimedia Commons) |
En este rango de velocidades las alas son innecesarias, ya que basta usar esquemas de cuerpo sustentador en los que el mismo fuselaje del vehículo genera suficiente fuerza de sustentación vía compresión del aire; se dice que ‘cabalgan’ sobre las ondas de choque creadas por su propio movimiento. Una vez más, la geometría del aparato es decisiva y el cálculo aerodinámico muy complicado; además la fricción del aire eleva mucho la temperatura de algunas zonas, por lo que es necesario usar en su construcción aleaciones especiales. Por todo ello el diseño de este tipo de vehículos no es en absoluto sencillo.
El prototipo X-51 Waverider
Todas las grandes potencias han desarrollado primero vehículos experimentales con los que poner a punto formas, materiales y sistemas de control antes de aplicar sus descubrimientos a armas operativas. EEUU ha realizado varias pruebas con su último prototipo denominado X-51 Waverider, un avión no tripulado que es la culminación de una serie de diseños experimentales que se llevan probando desde los años 60. El W-51 está diseñado para alcanzar hasta Mach 7 (casi 8.600 km/h) y se lanza desde un bombardero B-52 modificado volando a 15.000 m de altura; durante la caída se activa un motor cohete desechable que lo acelera hasta 4,5 Mach, momento en el que arranca su propio estatorreactor.
El aparato ha realizado 5 vuelos de prueba de los cuales sólo 1 (el último, en 2013, vídeo) culminó en completo éxito: otro fue un éxito parcial y otros tres fracasos de varios tipos. El objetivo del X-51 es servir de base tecnológica para el desarrollo de la futura High Speed Strike Weapon (arma de ataque de alta velocidad), que se pretende sea un misil capaz de Mach 5 y con un alcance de unos 500 km que entre en servicio en la década de 2020.
El proyecto 4202 ruso y el DF-ZF chino
Rusia trabaja por su parte en el llamado Proyecto 4202, cuyo objetivo es analizar y poner a punto el vehículo conocido como Yu-71. Se cree que el Yu-71 es capaz de alcanzar Mach 10 (unos 11.200 km/h) conservando una ágil capacidad de maniobra que lo hace inmune a la actual generación de defensas antimisil; en sus ensayos Rusia utiliza como impulsor un misil balístico, por lo que parece estar optimizado como vehículo maniobrable de reentrada, a diferencia del cohete experimental Kholod con el que alcanzó 6,47 Mach ya en 1991. Está previsto que los lanzamientos de prueba del Proyecto 4202 continúen durante este año y el próximo.
Seis ensayos ha realizado China con su vehículo DF-ZF, antes conocido en Occidente como WU-14 y que como el Yu-71 ruso es un planeador hipersónico que es lanzado a lomos de un misil balístico y efectúa una reentrada en la atmósfera a velocidades estimadas por agencias de inteligencia estadounidenses como superior esa Mach 5, aunque el diseño en principio podría llegar hasta Mach 10. Como en el vehículo ruso se ignora el tipo de cabeza de combate que puede llevar, aunque se supone que podría montar tanto explosivos nucleares como convencionales. Se especula con que el DF-ZF sirva también como carga útil de los misiles balísticos antibuque Dong Feng 26, lo que aumentaría su alcance útil y dificultaría cualquier defensa. Otros analistas descartan que la tecnología esté disponible y proyectan que China está a dos décadas de poder desplegar un arma eficaz basada en ella. Pero el desarrollo preocupa a la marina EE UU.
Si una bala de pistola de 9 mm avanza a 990 km/h, y la de un M-16 a 3.400 km/h, imagina algo que viene hacia ti a más de 10.000 km/h
En efecto; la principal ventaja de este tipo de armamento es que además de aumentar el poder destructivo del arma por su misma velocidad reduce enormemente el tiempo disponible para efectuar cualquier acción defensiva. Si una bala de pistola de 9 mm avanza a 275 m/sg, es decir a 990 km/h, y la bala de un M-16 a unos 948 m/s, es decir 3.400 km/h, imaginemos lo que puede ser que te disparen con algo que viene hacia ti a más de 10.000 km/h. Un misil a esa velocidad avanzaría 2,77 km cada segundo, por lo que por ejemplo en la guerra naval y suponiendo que el horizonte visible desde un mástil está a unos 25-27 kilómetros alcanzaría al barco blanco en menos de 10 segundos; ese es todo el tiempo que tendría para intentar cualquier defensa. No es de extrañar que haya sido en este ámbito donde se han realizado los mayores esfuerzos de desarrollo, y donde existen armas ya desplegadas, aunque técnicamente no hipersónicas; ‘sólo’ supersónicas.
Presente súper, futuro híper
De este tipo son los misiles soviéticos y luego rusos conocidos en Occidente como P-700 Granit, un misil de crucero supersónico diseñado para atacar los grupos de portaviones estadounidenses dificultando al máximo su defensa. El Granit, aún en servicio en los submarinos Oscar II y los cruceros de las clases Kirov y Almirante Kuznetsov, alcanza velocidades superiores a Mach 2,5 en altura y 1,6 volando cerca del mar, y tiene un alcance de entre 500 y 650 km. Está propulsado por un estatorreactor que se activa después de que un cohete impulsor lo lleve a la velocidad adecuada, y puede llevar una cabeza de combate nuclear de 500 kilotones o 750 kg de alto explosivo. Para hacerlo más letal cuenta con un sistema de guiado en enjambre que permite cooperar a varios misiles que vuelan juntos: uno de ellos se eleva para localizar al objetivo y envía la información a los demás. Además, cuenta con capacidad contramedidas electrónicas y para esquivar a los misiles antimisil.
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| Concepto del X-51A Waverider |
Ruso es también el P-800 Oniks, conocido también como Yakhont (versión de exportación). Se trata de un misil más pequeño que el Granit pero capaz de llegar a Mach 2,5 y con un alcance máximo de 600 km (en la versión rusa; menos de 300 en la de exportación). Su cabeza de combate es menor, de 250 kg de explosivo, y a diferencia del modelo anterior, además de poder lanzarse desde barcos de superficie y submarinos, hay versiones con lanzamiento desde tierra (sistema Bastion, exportado a varios países y también desplegado por Rusia) e incluso desde el aire. El Oniks cuenta con un cohete impulsor interno que lo acelera hasta que arranca su estatorreactor, sistema que ha servido de base para el desarrollo del proyecto conjunto BrahMos con la India. En el arsenal ruso también hay versiones de la familia de misiles de crucero Kalibr capaces de efectuar perfiles de ataque supersónicos al acercarse al blanco.
BrahMos está considerado como el misil crucero más rápido que está en servicio en este momento, ya que alcanza Mach 2,8, y utiliza el motor y sistema de lanzamiento del Oniks pero con un sistema de guiado y localización de blancos diferente. Su alcance es de 290 km y puede volar desde 5 a 14.000 m de altura, siendo capaz de efectuar maniobras complejas en las fases finales del ataque para despistar a las defensas. Hay diferentes versiones con lanzamiento desde barcos, submarinos, desde tierra o desde aeronaves como el Su-30, en servicio en las fuerzas armadas indias. Puede atacar buques, y también blancos terrestres, y puede llevar cabeza convencional o nuclear. La India ha desplegado ya varios regimientos de este sofisticado misil, y trabaja en desarrollar una versión hipersónica con el nombre de BrahMos II cuyo objetivo es alcanzar una velocidad máxima de Mach 7, más del doble de la versión actual.
De modo que con todas sus dificultades y problemas, y aún con la necesidad de prolongados y caros ensayos con vehículos experimentales, de una cosa podemos estar razonablemente seguros: en el futuro los misiles hipersónicos serán un componente más del arsenal de las potencias, sobre todo en el mar.
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