Hoy, en 1961, la Unión Soviética probó la bomba termonuclear más grande de la historia: una RDS-220 de 50 megatones (diseñada originalmente para un rendimiento de 100 megatones). La que más tarde sería conocida como la Bomba del Zar, fue lanzado por un bombardero Tu-95 Bear y explotó a unos 4000 metros sobre Novaya Zemlya, al norte del Círculo Ártico.
Una caricatura editorial original de Herblock (Herbert Block) en la Biblioteca del Congreso muestra una gran bomba de hidrógeno antropomorfizada, usando botas con clavos, un pequeño casco estilo centurión romano, y un brazalete con un martillo y una hoz que dice “Super Bomb Explosions.” La bomba, que tiene un aspecto algo amenazante en su “cara” masculina, está de rodillas, apoyando una de sus dos manos peludas sobre un cochecito de bebé, mientras dice: “Duerme, bebé, duerme.”
La RDS-220—diseñada y construida en solo 4 meses—tenía 8 metros de largo, 2.1 metros de diámetro, y pesaba 27000 kilogramos, incluyendo un paracaídas de 800 kilogramos para frenar la caída y dar tiempo a escapar al bombardero. Fue liberada desde más de 10000 metros y cayó durante 188 segundos, permitiendo que el Tu-95 alcanzara una distancia segura (alrededor de 48 kilómetros).
La explosión de 50 megatones fue más de 3,300 veces más poderosa que la bomba atómica de 15 kilotones que destruyó Hiroshima. Fue 10 veces más poderosa que todas las bombas convencionales —juntas— utilizadas durante la Segunda Guerra Mundial. Aunque el cielo estaba nublado sobre Novaya Zemlya, el destello fue visible a 1000 kilómetros de distancia.
Comparativa de las explosiones nucleares más potentes, incluida la de la bomba de Hiroshima, que hay que ampliar para poder ver.
La bola de fuego tenía casi 10 kilómetros de diámetro y casi tocó el suelo. La nube en forma de hongo se elevó a unos 64 kilómetros de altura—siete veces más alta que el Monte Everest y por encima de la estratosfera. Los sismógrafos registraron de 5 a 5.25 en la escala de Richter.
En Severny, a 55 kilómetros del epicentro, la explosión destruyó todas las estructuras de madera y ladrillo. Incluso a cientos de kilómetros de distancia, las casas de madera fueron demolidas mientras que las de piedra sufrieron daños. Las ventanas en edificios tan lejanos como Finlandia y Noruega estallaron por la potente onda de choque.
En 2020, la Corporación Estatal de Energía Nuclear de Rusia, Rosatom, publicó un documental desclasificado de 30 minutos sobre esta prueba de armas nucleares sin precedentes en línea. Este notable film de propaganda muestra los preparativos para la prueba (incluyendo detalles de la construcción de la bomba), la prueba en sí, y sus consecuencias.
El KJ-1 es un avión chino de alerta temprana. El proyecto se inició en 1969 con el nombre en clave «Proyecto 926». KJ proviene de los primeros caracteres de la alerta temprana aerotransportada, en pinyin.
Según los expertos chinos, tener un radar aerotransportado de alerta temprana equivalía a unas 40 estaciones de tierra. Por ello a finales de los sesenta se comenzaría el desarrollo del KJ-1.
En aquella época las relaciones chino-soviéticas no estaban en su mejor momento, así que no era posible comprar el Tu-126 (un avión basado en el avión de aerolínea Tu-114 que a su vez se basa en el Tu-95 Bear). Así las cosas, el 26 de septiembre de 1968, el Consejo Militar del Comité Central del Partido Comunista de China adoptó una resolución que estipulaba la necesidad de crear un sistema aerotransportado de alerta temprana y ponerlo en servicio con la fuerza aérea nacional. Dos meses después, el 25 de noviembre, el comando de la Fuerza Aérea EPL emitió una orden para comenzar a trabajar en un nuevo programa, al que se le dio la designación de código «Proyecto 926», y para asignar personal apropiado y fondos.
Se decidió utilizar el AR-1, como era designado Tupolev Tu-4 en china, un bombardero pesado de los años 50, copiado a su vez del Boeing B-29, que estaba siendo retirado de ésta función, como plataforma para la creación del primer prototipo. Eso sí, ya equipado con motores turbohélice.
Siendo el B-29 y sus derivados un avión de gran tamaño, no era lo suficientemente grande como para alojar en su interior el radar. Por ello se escogió situarla en un radomo, sobre un pedestal, en posición dorsal. El radomo tenía una sección de 7m de diámetro y 1.2m de espesor en su zona central. Para instalar todos los sistemas asociados al radar se desmontaron todos los sistemas asociados con el bombardero, así como sus torretas defensivas y su radar. Además se reforzaría el fuselaje para soportar las cargas extra introducidas por el radomo. Se dispuso un puesto presurizado para los operadores de radio y de radar.
Como resultado de la instalación de equipos adicionales y los refuerzos estructurales, el peso de la aeronave aumentó en más de 5 toneladas, mientras que la resistencia aerodinámica aumentó hasta en un 30 %.
Los 2400hp de los motores radiales de pistón, Shvetsov ASh-73K, se quedaron cortos, así que se instalaron cuatro turbohélices Ivchenko AI-20M, que daban más de 4000hp cada uno de ellos. Esto es, prácticamente se duplicó su potencia.
Los turbohélices eran mucho más largos que los motores radiales, así que las nuevas góndolas de los motores quedaban 2.3m por delante de las originales, lo que hizo variar el centro de gravedad de la aeronave, y por ello se aumentó el tamaño del estabilizador horizontal y se instalaron aletas adicionales.
El trabajo de conversión del bombardero en un avión AWACS comenzó en diciembre de 1969. El primer vuelo del KJ-1 se realizó el 10 de junio de 1971. Durante los ensayos en vuelo se concluyó que la instalación del radar en posición dorsal, la potencia extra de los motores y que su giro era en sentido contrario que los motores de pistón, influían negativamente en la estabilidad direccional e introducían potentes vibraciones, y por tanto eran necesarias modificaciones adicionales.
Según fuentes chinas, durante el programa de pruebas de vuelo, se determinó que el alcance del radar permitía detectar y seguir objetivos aéreos de tamaño medio a distancias entre 200 y 270km, en función de su altura de vuelo. Este alcance era suficiente como para cubrir el estrecho que separa la China comunista de la China nacionalista, o Taiwan, que varía entre unos 130 y 200km. Las aeronaves más grandes, como los bombarderos, podían detectarse hasta a 350km de distancia.
El desarrollo se detuvo debido a la Revolución Cultural. En la era de la Reforma Económica china, el proyecto se suspendió una vez más porque se le dio máxima prioridad al desarrollo económico. Cuando finalmente se revisó nuevamente el proyecto para la modernización de la Fuerza Aérea del Ejército Popular, se consideró obsoleto. En lugar del KJ-1, la República Popular China desarrolló KJ-2000.
En otras fuentes se habla de cancelación por problemas técnicos. Se cita a Wang Wiaomo, vicepresidente ejecutivo de la Academia China de Electrónica y Tecnología de la Información, que parece ser que en 2009 declaró en una revista china que:
El programa KJ-1 se canceló porque China en ese momento no pudo resolver el problema de discernir entre señales reales y la interferencia causada por la reflexión del suelo. Esto demostró que antes de que pudiéramos comenzar a crear un sistema operativo AWACS, necesitábamos abordar los problemas del desarrollo de un transmisor de banda ancha, un procesador de señal de alto rendimiento y una antena.
Wang Wiaomo
Algunas fuentes dicen que se construyeron dos prototipos. Otras fuentes sólo mencionan uno. Sea como fuere, sólo hay un KJ-1, y está ahora en exhibición en el museo PLAAF al norte de Beijing.
Si los estadounidenses hacían volar su avión de hidrógeno en los 50, el Bee Project, los rusos lo hacían en los 80. Y como veis ya se planteaban soluciones de diseño de almacenaje de hidrógeno similares a las que se plantean hoy en día.
Tu 155
A mediados de la década de 1970, la estrategia energética dominante en la URSS suponía que la energía atómica sería la predominante, mientras que el petróleo y el gas deberían considerarse de menor importancia en vista de su escasez, pues se creía que se acabarían muy pronto.
Se inició Programa de Energía de Hidrógeno. Los especialistas de Tupolev participaron en el programa. Alexey Tupolev tomó una decisión valiente: construiría aviones a hidrógeno.
Y se diseñó un avión, el Tu-155, que fue construido y probado con éxito, sin incidentes. Fue precedido por un programa de ensayos en banco en tierra, destinado a probar el funcionamiento de nuevos sistemas (¡más de 30 en la aeronave!) y verificar que su operación era segura.
Finalmente, la estrategia energética mencionada anteriormente no fue la que triunfó. La energía atómica no dominó el panorama. Fue el gas natural. El contenido de gas natural
Es por eso que Tupolev apostó finalmente por no usar no solo hidrógeno líquido sino también gas natural licuado (GNL). Así se construyó la primera Aeronave Criogénica del mundo.
Las notables propiedades del hidrógeno líquido como combustible de aviación y su alta limpieza ecológica, atrajeron la atención de los especialistas en aviación hacia este tipo de combustible. El hidrógeno líquido permite mejorar significativamente el rendimiento de las aeronaves, para construir aeronaves incluso que operen a velocidades de M>6.
Sin embargo, el precio extremadamente alto del hidrógeno líquido ha hecho que su uso comercial sea imposible durante mucho tiempo.
El «Programa de desarrollo de la aviación civil rusa para el período de 2002 a 2010 y hasta 2015» concluía que, en un primer paso, habría que introducir el GNL como combustible. Posteriormente llegaría el hidrógeno..
El gas natural se suministraría a cada aeródromo a través de tuberías. Su alta capacidad energética haría posible construir aeronaves con un rendimiento significativamente alto en comparación con las aeronaves que utilizan queroseno.
La reducción de emisiones utilizando el GNL se reduciría de la siguiente manera: monóxido de carbono: 1 a 10 veces, hidrocarburos: 2,5 a 3 veces, óxidos de nitrógeno: 1,5 a 2 veces, hidrocarburos aromáticos policíclicos, incluido el benzapireno, 10 veces.
El TU-155 fue construido sobre un TU-154B de serie. Para utilizar combustible criogénico, se modificaron el fuselaje y algunos sistemas estándar. Se instalaron sistemas de carga, almacenamiento y alimentación de combustible criogénico que garantizaban la seguridad contra incendios/explosiones, y también el sistema de adquisición y registro de datos.
Por motivos de seguridad, el sistema de combustible criogénico experimental se colocó dentro de un compartimento especial aislado de los compartimentos del fuselaje adyacentes mediante áreas de amortiguamiento provistas de un sistema de ventilación.
El motor experimental NK-88 impulsado por GNL o hidrógeno estba ubicado en la góndola derecha.
El combustible criogénico se mantenía en un tanque de combustible de 17,5 m3 de capacidad instalado en la parte trasera de la cabina de pasajeros. Para cargar la aeronave con combustibles criogénicos, se hizo un sistema de carga especial que, por seguridad, se ubicó en un lugar aislado, en el que también se alojó aire acondicionado.
Se ensayaron en tierra todos los sistemas nuevos del Tu-155 en busca de los problemas que pudieran surgir en el aire o, mejor dicho, para que no surgieran problemas en el aire. El 15 de abril de 1988, la aeronave realizó su vuelo inaugural utilizando hidrógeno líquido. El 18 de enero de 1989, el TU-155 realizó su primer vuelo con gas natural licuado. Se cumplió un gran programa de pruebas de vuelo, se realizaron varias demostraciones de vuelo internacionales, incluidas las de Bratislava, Niza, Berlín y Hanover.
El motor empleado fue el NK-88, un derivado del turbofan Kuznetsov NK-8-2, con un empuje 20945 Ib (9500 kg), el mismo que el del motor original.
El tanque principal, de 3,1 m de diámetro y 5,4 m de largo, era de aleación de aluminio AMG6 (en designación americana es similar al 5182), y tenía un revestimiento aislante de 50 mm de espuma de poliuretano. El motor NK-88 tiene una bomba centrífuga de dos etapas dedicada impulsada por una turbina de aire sangrado del motor. El GNL llegaba a -152°C pasaba a través de un intercambiador de calor para convertirlo en gas. La cámara de combustión del motor podía aceptar este suministro de GNL, hidrógeno o queroseno, que normalmente se usa para los otros motores.
Esquema logística en tierra
El desarrollo del TU-155 no sólo sirvió para entender cómo había que diseñar un avión a hidrñogeno, sino que se aprendió qué nuevas especialidades en ingeniería serían necesarias dentro de una compañía fabricante de aviones, que infraestructura terrestre criogénica era necesaria, cómo sería la logística para suministrar el combustible al avión, las medidas a tomar para garantizar la seguridad contra incendios/explosiones de aeronaves criogénicas y los equipos de soporte en tierra…
Era capaz de transportar 14 t de carga útil para una distancia de 2600 km con GNL y una distancia de 3300 km con GNL y queroseno.
Las empresas que participaron en el programa fueron, además de Tupolev: Kuznetsov, UKBM, OKB Crysta, GUP AKB, KKB Armaturproekt, AO tekhpribor, EPO Signa, KPKB Kriogenmash, NPO Khimavtomatika, TsIAM ( Instituto central científico de investigación de motores de aviación) , TsAGI ( Instituto central de aerohidrodinámica), VIAM (Unión científica para la investigación de materiales de aviación), GIPKh (Instituto estatal de química), VNIIPO, GosNIIGA ( Instituto estatal de investigaciones científicas para la aviación civil) , J.I.N.R., KHFTINT, KBOM, Gazprom, MGPZ y otras.
Los resultados fueron tan prometedores que se iniciaron los desarrollos de otros cuatro aviones con este sistema criogénico que permitía volar con hidrógeno o gas natural licuado, los Tupolev Tu 204K, 330K, elregional Tu-136 y el Tu 334.
