AMERICA MAKES: el DESAFIO de la CASA BLANCA

America Makes -principal asociación público-privada norteamericana para el desarrollo de la fabricación aditiva- ha celebrado su evento anual Technical Review & Exchange (TRX) del 18 al 19 de octubre en la University of Alabama in Huntsville.

El evento brindó a los asistentes la oportunidad de compartir contenido a un nivel profundo y conocer los proyectos actuales que están ayudando a avanzar en el desarrollo de la manufactura aditiva. Entre los ponentes estuvieron importantes figuras del AFRL, la MDA y la NASA.

la University of Alabama in Huntsville está considerada como el principal centro de fabricación del Pentágono en el estado de Alabama, y por ello no fue de extrañar que asistiesen varios funcionarios gubernamentales de alto nivel para debatir sobre los desafíos del ejército para adoptar la fabricación aditiva, aportando algunas presentaciones muy interesantes acerca de ciertas aplicaciones, tales como:

• Fabricación aditiva de boquillas Mach
• Fabricación aditiva para enfriadores de aceite híbridos
• Fabricación aditiva de componentes para motores de cohetes

En esta edición del TRX los organizadores optaron por un formato más conversacional y flexible que en ediciones anteriores, lo cual permitió a los asistentes interactuar de manera más fluida con los presentadores.

X-Bow: Líder a la carrera

X-Bow Systems ha entregado al Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de EE. UU. (AFRL - Air Force Research Laboratory) su dispositivo móvil de Impresión 3D recientemente desarrollado.

Fundada en 2016, X-Bow Systems está especializada en el desarrollo de propulsores sólidos y motores de cohetes impresos en 3D. La compañía con sede en Nuevo México se dio a conocer en marzo de 2022, cuando ya había creado una cartera de pequeños vehículos de lanzamiento adecuados para lanzamientos orbitales y suborbitales.

Desde su fundación la empresa captó el interés de la industria militar, y su lista de clientes incluye al AFRL, al AFWERX, al Laboratorio Nacional de Los Álamos, al Laboratorio Nacional Sandia y a la Agencia de Proyectos de Investigación de Defensa (DARPA).

La solución presentada se denomina Pathfinder I y fue desarrollada en colaboración con el programa Eternal Quiver del AFRL. Esencialmente, se trata de una solución móvil diseñada para imprimir en 3D componentes de motores de cohetes de propulsante sólido así como los propulsores sólidos para impulsarlos.

Como sugiere el nombre, los motores de cohetes de propulsante sólido funcionan con propulsores que vienen en forma granular sólida y la compañía afirma que estos motores fabricados mediante manufactura aditiva son más eficientes y económicos que sus contrapartes convencionales, combinando capacidad de respuesta, flexibilidad y confiabilidad.

En palabras de Jill Marsh, gerente del programa RFIB en X-Bow, “La tecnología de propulsión avanzada, la fabricación avanzada y nuestro talentoso y dedicado equipo de ingeniería son fundamentales para el desarrollo de soluciones de misiles de próxima generación. Durante los próximos años, X-Bow tiene como objetivo trabajar con el AFRL para identificar proyectos y tecnologías enfocadas a mejorar la capacidad del Pathfinder I para su uso en defensa y otras aplicaciones”. 

La unidad de producción Pathfinder I está diseñada en última instancia para resolver los desafíos tradicionales de creación de prototipos de cohetes. Según el AFRL, los cohetes de propulsante sólido para demostraciones de tecnología suelen tardar hasta diez años en llegar a las pruebas con fuego real, mientras que una variante operativa puede tardar hasta 20 años en producirse por completo. Por lo tanto, se necesitan procesos de fabricación bajo demanda más rápidos y optimizados para acelerar la transferencia de tecnología.

La solución móvil de impresión 3D producida por X-Bow permite una "propulsión de cohete asequible en cualquier momento y en cualquier lugar" al eliminar muchas de las limitaciones de diseño y tiempo que presenta la fabricación convencional. La unidad tiene varios módulos, el primero de los cuales se ocupa de la síntesis de combustible. Aquí, la composición del combustible se crea utilizando reactores de microfluidos para controlar las propiedades del combustible de alto nivel. Luego, un mezclador acústico resonante homogeneiza la composición propulsora mediante vibración. Después, el módulo principal de fabricación aditiva se usa para imprimir en 3D los granos de propulsor sólido, así como la cabeza del motor del cohete. Luego, el combustible se combina con la carcasa estructural del misil y se utilizan herramientas integrales de imágenes para evaluar los misiles de manera no destructiva. 

El Air Force Research Laboratory apuesta por sistemas antimisiles dotados de Energía Dirigida

El Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea ubicado en la Base de la Fuerza Aérea de Kirtland ha publicado un nuevo análisis acerca de las inversiones del Pentágono en tecnologías de energía dirigida (DE, por sus siglas en inglés).

El informe, titulado "Directed Energy Futures 2060", hace predicciones sobre cuál será el estado de las armas y aplicaciones de DE dentro de 40 años y ofrece una variedad de escenarios en los que Estados Unidos podría encontrarse liderando el campo en DE o rezagado tras China y Rusia.

Al examinar el estado actual de la tecnología militar aplicada a DE , los autores afirman que el mundo ha alcanzado un "punto de inflexión" en el que la DE resulta ya fundamental para el éxito de las operaciones militares.

Una de las predicciones más asombrosas del documento es que un "campo de fuerza" podría ser creado por "una flota suficientemente grande o una constelación de sistemas DEW (Directed Energy Weapons) a gran altitud" que podría proporcionar un "paraguas de defensa antimisiles, como parte de un sistema de defensa en capas".

El informe cita varios ejemplos existentes de lo que llama "campos de fuerza", incluido el ADS (Active Denial System) así como los sistemas anti-drones no cinéticos y los sistemas potencialmente antimisiles que utilizan radiaciones de microondas de alta potencia.

En un comunicado de prensa que acompaña al documento, el científico jefe adjunto de energía dirigida del AFRL (Air Force Research Laboratory), Jeremy Murray-Krezan, agrega que la tecnología de energía dirigida actual "no es exactamente Star Wars", pero agrega que el AFRL se está "acercando".

El documento describe los avances que están reduciendo el tamaño y el peso de los sistemas DE mientras aumentan su poder, haciendo que los tipos de armas soñados en la ciencia ficción parezcan cada vez más cercanos. Los autores describen el concepto con más detalle:

El "santo grial" desde una perspectiva de utilidad militar sería un sistema de armas DE lo suficientemente eficaz y asequible como servir de paraguas antimisiles. Aunque es un concepto que a menudo se asocia con la ciencia ficción, lo cierto es que los actuales sistemas de defensa DE terrestres y marítimos funcionan ya como campos de fuerza. Las plataformas DE aerotransportadas y espaciales podrían formar paraguas antimisiles de amplia cobertura.

Sin embargo, en el informe completo los autores recuerdan que "estos conceptos requieren un avance técnico significativo para 2060 al objeto de lograr la gama completa de potencia contemplada". Murray-Krezan afirma en el comunicado de prensa adjunto que el documento tenía la intención de ser un experimento mental, pero basado en las tendencias actuales: "Estamos esbozando a grandes rasgos cómo serán las misiones del futuro".

La USAF quiere armar sus cazas con láser: ¿Hasta qué punto es posible?

En 2018, el AFRL (Air Force Research Laboratory) probaba un láser en el campo de pruebas de White Sands que derribó con éxito múltiples misiles lanzados desde el aire. El sistema utilizado para las pruebas podría tan sólo ser utilizado desde tierra o desde un buque, dado su peso y volumen. Sin embargo, la USAF quiere que se investigue cómo reducir su tamaño para incorporarlo con éxito a un aeronave.

¿Qué supondría incorporar con éxito este tipo de armas a un aeronave? 

Si los láseres aerotransportados resultasen tan viables como efectivos, esto supondría transformar profundamente la guerra aérea al aumentar la capacidad de supervivencia de los cazas, bombarderos e incluso aviones cisterna y de transporte frente a un ataque de misiles antiaéreos. Eso a corto plazo. Al largo plazo, podrían eventualmente servir como armas aire-aire y aire-tierra tan rápidas como precisas, y con munición virtualmente ilimitada.

¿Hasta qué punto se está investigando en armas láser?

La investigación y desarrollo de armamento láser está experimentando un crecimiento constante, y a día de hoy existen ya ciertos desarrollos para ser montados en bases terrestres principalmente, aunque también en buques, carros de combate e incluso helicópteros. El arma láser ofrece las ventajas de una velocidad excepcional (300.000 Km/S), unida a un sigilo y precisión igualmente excepcionales, así como un coste por disparo extremadamente bajo gracias a que no hay que fabricar, almacenar ni transportar munición alguna.

¿Cuáles serían los puntos débiles de un arma láser?

Llegados a este punto, hay que recordar dos leyes fundamentales de la energía: por un lado, la energía no se crea ni se destruye: sólamente se transforma; y por otro lado, todos los cuerpos tienden a su estado de mínima energía potencial. Y las armas basadas en radiación láser no escapan a estas leyes: los rayos láser necesitan mucha energía para mantenerse coherentes a largas distancias, están sujetos a una menor efectividad en condiciones atmosféricas nebulosas, generan una acumulación térmica que puede requerir sistemas de enfriamiento adicional, y en cualquier caso requieren fuentes de energía voluminosas.

¿Cómo puede un rayo láser derribar un misil?

Al contrario que los misiles antimisiles que basan su ataque en la energía cinética, los rayos laser basan su eficacia en la energía térmica, bien aplicando calor de manera continuada sobre los sistemas de guía óptica de los misiles entrantes hasta dejarlos inservibles, bien aplicando calor sobre las aletas de control de vuelo hasta dejarlas inservibles, o bien aplicando calor sobre la ojiva hasta su destrucción. Sin embargo, es más fácil escribirlo que conseguirlo ya que en cualquier caso el alcance efectivo y la cantidad de segundos de aplicación sostenida necesarios para lograr un efecto destructivo son factores importantes para determinar la efectividad de un sistema láser. Además, un láser tan sólo puede atacar un objetivo a la vez y debe montarse de tal manera que pueda trazar una línea de fuego directa hacia su objetivo potencial. No es tan fácil como parece.

Aerojet Rocketdyne: Exito en las primeras pruebas del MCAT-DeMo

Aerojet Rocketdyne ha completado recientemente una exitosa prueba de fuego estático de un avanzado motor propulsado por combustible sólido, cuyo nombre original es Missile Components Advanced Technologies Demonstration Motor (MCAT-DeMo), desarrollado bajo contrato con el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL - Air Force Research Laboratory).

¿Qué es lo que ha motivado este nuevo desarrollo?

"Aerojet Rocketdyne ha producido grandes motores de cohetes sólidos para programas críticos de defensa durante más de 60 años, que incluyen el suministro de energía a todos los ICBM de la Fuerza Aérea de EE. UU.", Dijo Eileen Drake, CEO y presidente de Aerojet Rocketdyne. “Los esfuerzos en investigación y desarrollo para el programa de Tecnologías Avanzadas de Componentes de Misiles resultan cruciales para la capacidad de ataque estratégico de nuestra nación, y como fruto de ese esfuerzo hemos desarrollado una familia de grandes motores propulsados por combustible sólido, que ofrecen un rendimiento mejorado respecto a sus predecesores."

¿Qué incorpora este nuevo motor?

Este nuevo motor incorpora numerosas tecnologías y materiales avanzados, con el objetivo de aumentar el rendimiento de la propulsión y reducir los costes operativos y de fabricación. En palabras de Jason Mossman, Jefe de la División de Motores del AFRL, "La exitosa prueba del MCAT-DeMo permite vislumbrar una nueva generación de ICBMs más baratos y de mayor rendimiento. Estamos comprometidos en proporcionar tecnología de clase mundial para las operaciones de disuasión nuclear de la Fuerza Aérea, y por ello estamos muy satisfechos con el resultado obtenido en las pruebas del MCAT".

¿Cuáles fueron los resultados de las pruebas?

Básicamente, se trataba de testear el funcionamiento de tres componentes clave: La carcasa, los inyectores, y el combustible. Para ello se realizó un disparo estático en el campo de pruebas del AFRL en Utah, comprobándose tras el disparo que todos los componentes funcionaron según lo diseñado. Este exitoso resultado abre la puerta a una siguiente fase de pruebas más avanzadas, que se llevarán a cabo previsiblemente a corto plazo.

El AFRL prueba el motor J-85 para el proyecto Gray Wolf

El Laboratorio de Investigación de la USAF (AFRL, por sus siglas en inglés) ha probado el motor turbojet de bajo coste TDI-J85 aplicado al proyecto "Gray Wolf".

El motor TDI-J85 y su misil asociado fueron diseñados y construidos en colaboración con Northrop Grumman y Technical Directions Inc., según un comunicado del AFRL.

La campaña de prueba inicial del TDI-J85 involucró múltiples arranques de motores en vuelo y operación a gran altitud. "El motor cumplió con las expectativas de rendimiento para el empuje y superó las expectativas de eficiencia de combustible", dijo el AFRL. "Los motores probados acumularon suficiente tiempo de funcionamiento durante el vuelo, creando confianza en la durabilidad del diseño".

El laboratorio tiene como objetivo crear un motor a reacción rentable y fácil de fabricar que se pueda producir en grandes cantidades y que permita crear misiles de crucero de bajo coste para ser lanzados en enjambre. Afirma que el TDI-J85 es el primero en "su punto de clase y precio para operar con éxito en altitud". La USAF quiere misiles de crucero con alcances de más de 250 nm (463 km) que puedan usarse para una amplia variedad de misiones.

En 2017, el AFRL otorgó un contrato por valor de 110 millones de dólares a Northrop Grumman para el desarrollo del proyecto Gray Wolf. Ese contrato recoge en sus cláusulas que el objetivo del misil crucero es "la anulación de los sistemas de defensa aérea integrados enemigos". El laboratorio también está buscando la manera de que los misiles Gray Wolf trabajen de manera coordinada: "Además, el programa explora el uso de múltiples misiles Gray Wolf lanzados como un enjambre coordinado para llevar a cabo una misión de combate", dice el comunicado del AFRL.

Lockheed Martin's Gray Wolf

Lockheed Martin received a $110 million, five-year Phase 1 contract from the U.S. Air Force Research Laboratory (AFRL) to develop and demonstrate a new low-cost cruise missile called Gray Wolf.

"Lockheed Martin's concept for the Gray Wolf missile will be an affordable, counter-IAD missile that will operate efficiently in highly contested environments," said Hady Mourad, Advanced Missiles Program director for Lockheed Martin Missiles and Fire Control. "Using the capabilities envisioned for later spirals, our system is being designed to maximize modularity, allowing our customer to incorporate advanced technologies such as more lethal warheads or more fuel-efficient engines, when those systems become available. Our AFRL customer will benefit from decades of Lockheed Martin experience in building high-quality, low-cost systems like GMLRS, while capitalizing on the experience of our team in developing and integrating advanced cruise missiles such as JASSM and LRASM on military aircraft," Mourad said.

The Gray Wolf program consists of four spiral-development phases that allow for rapid technology prototyping and multiple transition opportunities. This first phase, defined by an Indefinite Delivery/Indefinite Quantity (IDIQ) contract, is anticipated to run until late 2019. Initial demonstrations will be from an F-16 aircraft. In addition to the F-16, the system will be designed for compatibility with B-1, B-2, B-52, F-15, F-18 and F-35 aircrafts. This program seeks to develop low-cost, subsonic cruise missiles that use open architectures and modular design to allow for rapid prototyping and spiral growth capabilities. The AFRL is developing the missiles to feature networked, collaborative behaviors (swarming) to address Integrated Air Defense (IAD) system threats around the world.