¿Cuáles son los pros y los contras de los nosecones de Aerospike?

Las narices de Aerospike tienen un par de grandes beneficios que, para apreciarlos por completo, necesitaría dar un poco de información.

A riesgo de salir conmigo mismo, "Sherman, configure la máquina WABAC en la década de 1950":

Estados Unidos tenía un problema. Estaba tratando de desarrollar un misil con un alcance de 1,000 millas basado en el trabajo de Wernher von Braun y otros científicos alemanes después de la guerra. Se reconoció ampliamente que la forma más eficiente de hacer que un misil viajara con ese tipo de alcance era lanzarlo fuera de la atmósfera de la Tierra hacia el espacio y hacer que volviera a entrar en la atmósfera en el punto de impacto deseado. Sin embargo, cada vez que intentaban volver a entrar en algo desde una altitud superior a unas 100 millas, se derretía por la fricción del aire que se movía sobre él. La sabiduría convencional les decía a todos que la respuesta era hacer que la nariz fuera más aerodinámica, es decir, hacerla más larga y afilada, como una bala. Pero no importa cuán afilado o aerodinámico intentaran hacerlo, la nariz se seguía derritiendo.

Pero entonces apareció H. Julian "Harvey" Allen. Fue uno de los mejores ingenieros de nuestro tiempo y se ajustaba a casi todos los estereotipos sobre los ingenieros. Era extraño, entusiasta, aleatorio en su forma de pensar y brillante. Y Harvey tuvo una idea:

Si las ojivas seguían derritiéndose debido a la fricción extrema, entonces tal vez la respuesta fuera hacerlo menos aerodinámico. Lanzó la idea de hacer que la nariz se viera como una "bala de cañón de la Guerra Civil". Él y sus colegas calcularon los números y publicaron un artículo en 1953 que decía: "No solo se deben evitar los cuerpos puntiagudos, sino que la nariz redondeada debe tener el mayor radio posible". Al tener una nariz grande y redonda, su cuerpo desarrolla una capa límite extremadamente turbulenta en su borde de ataque. Esta capa límite en realidad termina con una temperatura bastante estable y protege su cuerpo del calor excesivo del reingreso.

En 1955, la Fuerza Aérea adoptó la idea de Harvey y desarrolló el misil balístico intercontinental Atlas.

Bien, avancemos rápidamente hasta la década de 1970 y la introducción del aerospike. Cuando un cuerpo se acerca y supera Mach 1, experimenta una tremenda cantidad de calor y turbulencia. Es realmente difícil maniobrar y controlar algo en un entorno tan intenso. Bueno, sabíamos desde la década de 1950 que los misiles necesitaban puntas redondas para reducir la fricción y el calentamiento aerodinámico, pero también sabíamos que necesitábamos cuerpos aerodinámicos y puntiagudos para reducir la resistencia y conservar combustible al salir de la atmósfera. ¡Agregar un aerospike a una nariz grande y redonda es una gran solución que le dio lo mejor de ambos mundos! El aerospike perfora el aire frente al cuerpo y desplaza la onda de choque, lo que reduce la resistencia y los cambios de fricción/presión alrededor del propio cuerpo.

Hay más beneficios para un aerospike que algún día podría permitir viajes supersónicos sobre los EE. UU. continentales (algo que actualmente está prohibido debido, principalmente, al ruido). Al tener un aerospike largo, puede crear múltiples ondas de choque pequeñas en lugar de una onda de choque muy grande. Es la característica principal del "Quiet Supersonic Jet". Eso es menos aplicable a su pregunta sobre los misiles balísticos intercontinentales: es solo un dato más divertido que quería agregar allí desde que trabajé en el QSJ hace unos años.

Notará que se usa en misiles balísticos intercontinentales lanzados desde submarinos. Las narices romas son muy eficientes para que el misil salga del agua (y son más cortas que las largas y perfiladas, lo que ayuda con el diámetro del submarino), pero no son excelentes en la atmósfera; de ahí el aerospike desplegable para hacerlos eficientes en ambos medios.