British Aerospace HOTOL

°

Archiu:HOTOL.JPG

Representació artística d'aeronaus HOTOL

El terme HOTOL (abreviatura de l'expressió anglesa Horisontal Take-Off and Landing; que significa Envolament i Aterrisage Horisontal), es va usar per a denominar un disseny britànic de la década de 1980 d'un avió espacial sSTO, que anava a ser impulsat per un motora eixida alimentada per aire. El desenroll lo estava portant a terme un consorci liderat per Rolls-Royce i British Aerospace (Bae).

Característiques generals

Dissenyat com un vehícul de llançament alado reutilisable sSTO (single-stage-to-orbit), el HOTOL anava a estar equipat en un únic motora eixida alimentat per aire, el RB545 o Swallow que estava sent desenrollat pel fabricant de motors britànic Rolls-Royce. El propulsor per al motor consistia tècnicament en una combinació d'hidrogen líquit/oxigen líquit; pero anava a amprar un nou procediment per a reduir dràsticament la cantitat necessària d'oxidant a bordo, utilisant oxigen atmosfèric mentres que la nau espacial ascendia a través de l'atmòsfera inferior. Ya que l'oxidant generalment representa la major part del pes d'envolament d'una eixida, el HOTOL devia ser considerablement més chicotet que els dissenys normals d'eixides pures, alcançant aproximadament el tamany d'un avió de passagers de mig recorregut com el McDonnell Douglas DC-9/MD-80.

Mentres es realisava l'estudi de disseny del prototip HOTOL, tant l'indústria com el govern britànic varen intentar establir una cooperació internacional per a desenrollar, produir i desplegar la nau espacial. A pesar de l'interés nortamericà en el programa, els membres de l'Agència Espacial Europea (ESA) no varen mostrar entusiasme algun; i el govern britànic no estava dispost a prescindir de la cooperació de la ESA. Ademés, es varen trobar problemes tècnics i va haver acusacions de que les comparacions en sistemes de llançament alternatius (com els vehículs equipats en eixides convencionals que utilisaven tècniques de construcció similars), no varen mostrar ventages significatives del sistema HOTOL. En 1989 va finalisar la finançació del proyecte, i la terminació del treball de disseny de el HOTOL va dur a la formació de Reaction Engines Limited (REL), creada en el comés de desenrollar i produir la Skylon, una nau espacial proposta basada en tecnologies HOTOL, inclós el seu motor de impulsió alimentat per aire.

Desenrolle

Orígens

Les idees darrere de el HOTOL es varen originar a partir del treball realisat per l'ingenier britànic Alan Bond en el camp dels motors a reacció preenfriados. Bond havia realisat específicament esta investigació en l'intenció de produir un motor viable per a alimentar una llançadora espacial. En 1982, British Aerospace (Bae), que era el principal constructor de satèlits en Europa, va començar a estudiar un nou sistema de llançament prospectivo en l'objectiu d'obtindre costs de llançament que anaren del 20 % del Transbordador STS nortamericà operat per la NASA. Bae va conéixer l'existència del treball del fabricant de motors britànic Rolls-Royce en un motor adequat, i pronte va concebre un avió espacial sSTO en ales no tripulat i totalment reutilisable com a vehícul de llançament.

Per lo tant, el proyecte pronte es va convertir en una empresa conjunta entre Bae i Rolls-Royce, liderada pels ingeniers John Scott-Scott i Bob Parkinson. Al principi, existia l'ambició de 'europeizar' el proyecte i involucrar a atres nacions en el seu desenroll i fabricació, ya que es va reconéixer que es necessitarien uns 4000 millons de lliures per a finançar el desenroll del proyecte a gran escala. En agost de 1984, Bae va mostrar públicament el proyecte del llançador de satèlits HOTOL i va donar a conéixer detalls sobre les seues operacions propostes.

En decembre de 1984, un memoràndum del Departament de Comerç i Indústria del Regne Unit va senyalar que la República Federal d'Alemània estava interessada en el programa, mentres que França havia adoptat una actitut crítica cap al programa HOTOL, lo que el ministeri va considerar potencialment degut a que era vist com un competidor dels proyectes liderats per França. Segons el responsable del mencionat Departament de Comerç i Indústria britànic, Geoffrey Pattie, la pressió diplomàtica francesa per a reunir respal per al seu propi vehícul espacial (la proposta denominada Transbordador Hermes) hauria generat inadvertidament respal i interés entre els membres de l'Agència Espacial Europea (ESA) en el proyecte HOTOL. A pesar d'este clima d'interés en la proposta i d'un possible respal europeu, es va produir una actitut general de reticència dins del govern britànic a prendre l'iniciativa en un nou llançador espacial.

Estudi d'interés i disseny nortamericà

En març de 1985 es va afirmar que Rolls-Royce estava en el procés de portar a terme conversacions per a cedir baix llicencia la tecnologia dels motors HOTOL a la companyia nortamericana de propulsors Rocketdyne. En abril de 1985, Pattie va escriure al Secretari d'Estat de Defensa Michael Heseltine per a propondre que es realisara un estudi per a dissenyar un prototip en un presupost de 3 millons de lliures esterlines de dos anys de duració per mig d'un acort d'aliança públic-privada, en un milló de lliures esterlines proporcionat pel govern del Regne Unit i el restant finançat per Rolls-Royce i Bae. Pattie va argumentar que el proyecte serviria a la capacitat estratègica de Gran Bretanya i que les proves de tecnologies clau podrien fomentar la colaboració internacional. Segons la publicació aeroespacial Flight International, el respal del Ministeri de Defensa Britànic era fonamental, ya que el disseny del motor de HOTOL hauria segut un proyecte classificat.

En juliol de 1985, el director tècnic de Rolls-Royce, Gordon Lewis, va declarar que l'empresa buscava la participació del grup de propulsió del Royal Aircraft Establishment (RAE) i que Rolls-Royce no estava preparada per a invertir els seus propis fondos en el desenroll de motors per a el HOTOL. Cap a la segona mitat de 1985, s'havia començat a treballar en l'estudi de dos anys sobre el prototip de prova. Al principi, va haver una pressió considerable per a demostrar la viabilitat i credibilitat del proyecte ans que la ESA prenguera les decisions finals sobre el Hermes i lo que es convertiria en el sistema de llançament Ariane 5, per lo que el treball es va concentrar en la validació de les tecnologies crítiques involucrades en l'iniciativa.

En novembre de 1985, les conversacions entre el Departament de Comerç i Indústria britànic i el Royal Aircraft Establishment varen posar de manifest que Rolls-Royce estava buscant senyes nortamericanes sobre la tecnologia del estatorreactor per a respalar el seu treball en el motor, al que es referia en el nom de "Swallow". Segons es va informar, la Força Aérea dels Estats Units estava interessada en la tecnologia utilisada en el motor Swallow per als seus propis fins. En novembre de 1985, les conversacions entre la primera ministra Margaret Thatcher, el ministre sense cartera David Young i l'assessor científic del president Ronald Reagan, George Keyworth, varen posar de manifest l'interés nortamericà en la colaboració en el desenroll de vehículs de velocitat hipersónica com el HOTOL, i que un prototip podria estar volant ya en 1990.

Segons els archius del govern britànic, ni Bae ni el Ministeri de Defensa estaven entusiasmats en les perspectives de participació nortamericana en el programa, i varen expressar el seu desgana per creure que el resultat de tal acostament podria provocar que el Regne Unit es convertixca en un membre menor del proyecte. També existia la creència de que si Gran Bretanya optava per associar-se en Estats Units, es quedaria sense treball en els futurs llançadors europeus. No obstant, Rolls-Royce va considerar necessària la cooperació transatlàntica. El director de negocis futurs de Bae, Peter Conchie, va declarar que, dins de lo possible, el HOTOL deuria formar part del marc espacial europeu. A principis de 1986, el govern britànic va aprovar formalment l'estudi de dos anys inicialment previst.

Problemes i crítiques

En decembre de 1984, el consultor de gestió de proyectes David Andrews va publicar una crítica de huit pàgines del programa, senyalant que el disseny optimisat únicament per a l'ascens es voria expost càrregues tèrmiques esteses durant el descens pel seu nivell d'arrastre aerodinàmic. També va afirmar que el vehícul no oferia cap capacitat que no estiguera disponible. Bae es va llimitar a respondre que les crítiques formulades ya havien segut respostes. En abril de 1985, el subcontrolador del departament d'investigació i desenroll del Ministeri de Defensa, James Barnes, va afirmar que HOTOL caria d'una justificació i que no existia cap requisit de defensa per a tals vehículs. També va senyalar que els "problemes d'ingenieria són considerables" i que és poc provable que entrara en servici fins a la década de 2020. Per un atre costat, també va observar que el motor HOTOL era "ingeniós".

En novembre de 1985, el Royal Aircraft Establishment va emetre una evaluació de la proposta d'estudi de el HOTOL. L'institució pensava que el HOTOL tardaria fins a 20 anys en desenrollar-se, en lloc del calendari de 12 anys que havia segut previst per l'indústria. També va estimar que el proyecte tindria un cost total estimat de 5000 millons de lliures (a partir del seu valor en 1985), 750 dels quals serien necessaris en una fase de definició de sis anys i atres 25 millons en una fase prèvia, per a un estudi de viabilitat.

Durant el desenroll, es va descobrir que el motor atrasser comparativament pesat desplaçava el centre de massa del vehícul cap a arrere. Açò significava que el vehícul tenia que dissenyar-se per a espentar el centre d'arrastre lo més cap a arrere possible, en la finalitat de garantisar l'estabilitat durant tot el règim de vol. El redissenye del vehícul per a conseguir este requisit requeria una gran massa de sistemes hidràulics, lo que reduïa una proporció significativa de la càrrega útil, lo que va deixar els aspectes econòmics poc clars. En particular, part de l'anàlisis semblava indicar que una tecnologia similar aplicada a un enfocament d'eixida pura donaria aproximadament el mateix rendiment a un cost menor.

Cancelació

En 1989, les perspectives de el HOTOL s'havien tornat ombroses. Des de l'inici del proyecte, el respal entre el govern britànic i els socis industrials havia segut desigual, mentres que Estats Units havia emergit com l'única nació estrangera que va mostrar voluntat de contribuir al programa, en part pel seu caràcter secret. Hi havia poques possibilitats de participació europea, ya que la ESA havia elegit continuar en el desenroll de lo que es convertiria en l'Ariane 5, un sistema de llançament espacial convencional. Rolls-Royce es va retirar del proyecte, jujant que era poc provable que el mercat final per al motor fora lo suficientment gran com per a pagar els seus costs de desenroll. El govern britànic es va negar a oferir més finançació per a l'iniciativa HOTOL. El proyecte estava casi al final de la seua fase de disseny, mentres que molts dels plans permaneixien encara en un estat merament especulatiu. Segons els informes, la nau encara estava plagada de problemes aerodinàmics i de desventages operatives en aquell moment.

Successors

Un redissenye més econòmic, el Interim HOTOL o HOTOL 2, que anava a ser llançat des de la part atrassera d'un avió de càrrega Antonov An-225 Mriya modificat, va ser promogut per Bae en 1991. No obstant, esta proposta també va ser rebujada. El disseny del Interim HOTOL devia prescindir d'un cicle de motor propulsado per aire, i es va dissenyar per a utilisar una mescla més convencional d'oxigen i de hidrogen líquits com a combustible.

En 1989, el cocreador de HOTOL Alan Bond i els ingeniers John Scott-Scott i Richard Varvill varen formar Reaction Engines Limited (REL), que des de llavors ha estat treballant en un nou motor propulsado per aire, denominat SABRE, que va utilisar dissenys alternatius per a solucionar (i millorar) les paleses de Rolls-Royce desenrollades per al vehícul Skylon, destinat a solucionar els problemes de el HOTOL. Varen publicar per primera volta estos conceptes de motors i naus espacials en 1993, i des de llavors han estat desenrollant les tecnologies centrals, en particular el motor i el seu preenfriador en control de gebre, inicialment en finançació privada, pero més alvance en el respal de l'Agència Espacial Europea, del Centre Espacial Nacional Britànic, de l'Agència Espacial del Regne Unit, de Bae, i del Air Force Research Laboratory (des de 2017). REL planejava mostrar un preenfriador llest per al vol que funcionara en condicions de vol simulades en 2018 i provar estáticament un núcleu de motor de demostració en 2020.

Vore també

• [[Archiu:{{#switch:Astronáutica|20px|Vore el portal sobre Astronáutica]] Portal:Astronáutica. Contingut relacionat en Astronáutica.
• NASP: un vehícul en el que el HOTOL hauria competit
• Skylon: un disseny de seguiment que intentava evitar les deficiències de el HOTOL
• Reaction Engines A2: un disseny d'un avió de passagers hipersónico
• Motor de cicle d'aire líquit: un cicle del motor relacionat que licua l'aire

Bibliografia

• «Hotol: where next?».Flight International.Business Press International.129

38–40.ISSN 0015-3710.

• «Hotol fights for life».Flight International. (en tall detallat)