domingo, 25 de diciembre de 2011

El Fin del Mundo, otra vez

Los que hemos llegado a los cuarenta años ya hemos oido varias veces el cuento del Fin del Mundo, hasta donde yo recuerdo, al menos cuatro veces, y eso que no las llevo registradas y muchas de plano las he ignorado, las que yo recuerdo son:

  1. El año 2000
  2. Jim Jones y el suicidio en masa de Guyana en el 78
  3. La secta de las Puertas del Cielo en 1997, un OVNI vendria por ellos
  4. El año pasado, un cura loco Harold Camping dijo que el mundo se acabaria el 21 de Mayo, cuando no sucedio cambio la fecha.
Casi todas han sido realizadas por algun maniatico que se cree Mesias, han causado histeria, muertes y bastante dinero para algunos poco escrupulosos guias religiosos, con el interesante argumento de "Dios te quiere tanto que te quiere ver muerto". Ahora nos estan cuentenado con las profecias mayas del 2012.

Pero ya hablando seriamente, ¿que nos dice la Ciencia moderna sobre este fenomeno?, por desgracia hemos descubierto que la vida es fragil, demasiado fragil, la extincion de especies completas se ha dado antes en la historia, y me refiero a la historia real, no a la fantastica, nunca hubo un Diluvio, pero si ha habido extinciones masivas, la vida en la tierra ha estado en ciertos momentos casi completamente extinta, hace apenas 200 años eramos perfectamente ignorantes de lo que habia pasado en la Tierra, y de los graves riesgos a los que estamos sometidos, la Paleontologia ha estudiado el pasado de la vida y ha descubierto fenomenos terribles.

En la tierra ha habido epocas en las que la vida parece desaparecer, al menos en cinco ocasiones la vida se ha exterminado a nivel global, una rapida lista es:
  1. Ordovincia- Silurica, 57% de la vida se extinguio, hace 450 millones de años.
  2. Devoniana, 50% de todas las especies, 360-375 millones de años (con una rara pulsacion de extinciones periodicas)
  3. Permian-Triasico, 90% de todas las especies, la mayor extincion de la historia, 251 Millones de años.
  4. Jurasico, 56% de la vida extinguida, 205 Millones de años.
  5. Cretaceo, 54% de las especies extinguidas, (los dinosaurios entre ellos), 65 Millones de años.
Entender como ha pasado esto es un trabajo complicado, pero de ello puede depender nuestra vida misma, en esta serie de articulos explicare lo que ahora comprendemos sobre esos eventos y lo que la humanidad esta haciendo para evitarlos (o provocarlos).

jueves, 13 de octubre de 2011

Evolucion Tecnologica

Una de las aplicaciones mas fascinantes de la Teoria de la Evolucion de Darwin, es cuando la aplicamos a la Tecnologia, deja de ser un concepto teorico para convertirse en una realidad palpitante, que ningun retrograda cura puede intentar empañar. Un claro ejemplo, que hemos visto todos los que hemos estado en este mundo durante los ultimos 30 años, son las computadoras, en los ochentas eran monstruos que ocupaban un cuarto entero, y han evolucionado, vimos como se convirtieron en maquinas de escritorio, pequeñas y tontas como las primeras Apple o IBM, pasaron a PC de escritorio con memorias de 512 Mb y Discos Duros de 20 Gigas, pasando del Pentium I al IV, cada vez mas poderosas, rapidas y con mayores capacidades, de las ruidosas conexiones inalambricas, a las WiFi, de las maquinas con CPU a las Notebooks, en un proceso tan rapido y tan natural que parece haber sucedido en un abrir y cerrar de ojos, pero esa es la vision del usuario.

Hay una forma muy diferente de ver la evolucion Tecnologica y solo quienes la han emprendido se han dado cuenta de ella, la evolucion desde el punto de vista del fabricante. Diseñar y Fabricar un producto es un magnifico negocio, un chip no es mas que plastico, silicio y metal, que en forma bruta no cuesta mas de 2 pesos, o incluso menos, pero que una vez procesado puede costar miles de pesos, desde el punto de vista economico es bueno, sin embargo tampoco es toda la historia.

El proceso de fabricacion requiere de investigacion avanzada, realizada por cientificos, y de ahi la enorme voracidad que tienen esos paises por conseguirlos donde sea, ademas de ingenieros que puedan volver realidad los conceptos teoricos o convertir en procesos industriales los procesos experimentales, requieren obreros, que puedan fabricar los componentes o ensamblarlos, personal administrativo que organice todo, en fin una enorme cantidad de personal, que ademas deben de estar bien pagados para evitar que se vayan con la competencia, personas bien pagadas gastan mucho, en comida, bienes y consumibles, inyectando el dinero en la economia, el bienestar se vuelve algo social, una industria eficiente jala a toda la economia de una region, y enriquece a todo el pais.

Con esto pareceria suficiente, pero no es asi, la experiencia demuestra que la Evolucion Tecnologica provoca mas Evolucion Tecnologica, otras compañias desarrollaran nuevas teorias y nuevos experimentos, que se convertiran en nuevos desarrollos industriales, lo que presiona a que la nuestra siga haciendo desarrollos, es necesario hasta el ultimo gramo de creatividad, los jovenes son impulsados a estudiar carreras de Ciencia y Tecnologia, y consiguen puestos en una industria pujante, que demandara lo mejor de ellos, nada de vagos malvivientes o ninis.

Si hay estabilidad politica adecuada, las empresas empiezan a crecer, como lo hacian los dinosaurios exitosos o nuestros antepasados simiescos, y se vuelven entes enorme, desproporcionados a sus inicios, como Volkswagen o Mitsubishi, produciendo riqueza y comodidades a sus naciones, desde el punto de vista tecnologico, la evolucion se acelera, convirtiendose de lineal en potencial, (veamos otra vez el ejemplo de las computadoras), a Japon le llevo 25 años levantarse de las cenizas de la Guerra, a China le ha llevado 15 pasar de ser el pais subdesarrollado mas grande del mundo a la superpotencia dominante, y lo ha logrado de una sola forma, Tecnologia.

Y es por ello que las mejores mentes de un pais deben de educarse en estas areas, crearse industrias, usualmente estatales o fundadas o capitalizadas por el estado, y dejarlas desarrollarse, ¿que hubiese sido de Mitsubishi, si el gobierno japones no le hubiese encargado miles de cazas Zero?.

Continuara...

jueves, 6 de octubre de 2011

La enseñanza del formulazo

Enseñar Fisica no deberia de ser un trabajo dificil, si hay una ciencia con aplicaciones en todas partes y en todo momento es la Fisica, nos rodea por todos lados y esta en la vida diaria, de hecho el nombre original de esta ciencia era: 

PRINCIPIOS MATEMATICOS DE FILOSOFIA NATURAL

O en otras palabras, como entender a la naturaleza usando las matematicas, y me refiero a usar TODAS las matematicas, y si bien saber como cae un gis solo requiere de conocimientos basicos de Algebra y de Gravitacion, otras areas como la aerodinamica, requieren de conocimiento de matematicas avanzadas, tales como Rotacionales y Ecuaciones Diferenciales Parciales.

Para niveles educativos basicos, cuando los conocimientos matematicos son pobres, tal vez sea mejor enseñar la parte intuitiva de la Ciencia, ver que comprender el universo puede ser una accion de sentido comun, las ruedas ruedan, las sillas rechinan si las arrastras, movimiento y friccion, El cafe se enfria y el piso se calienta con el sol, las relaciones de la termodinamica.

Ya para la preparatoria, con una madurez matematica suficiente, lo mejor es enseñar a describir la naturaleza, entender que la velocidad y el tiempo pueden relacionarse, y de que forma lo hacen, comprender las proporciones directa e inversa, poder deducir nosotros mismos el comportamiento matematico del mundo, usando interesantes experimentos o espectaculares demostraciones, despues de todo, la Fisica esta repleta de ellas.

Sin embargo me he dado cuenta de que muchos maestros emplean la politica del minimo esfuerzo, solo enseñan la formula basica y despues dejan problemas de despejar el valor requerido, esto no es Fisica, es Algebra y no es el espiritu de la Ciencia, los estudiantes solo memorizan la formula para el examen y despues la olvidan, memoria a corto plazo; y para toda finalidad practica, jamas recibieron una clase de Fisica y pensaran que su vida se puede resolver a formulazo limpio.

Se bien que con los miserables salarios de los profesores, el exceso de trabajo administrativo y con la baja moral en general que hay en el sistema educativo, se que es mucho pedir que enseñen mejor, pero se que por ahi habra algunos profesores que saben de lo que estoy hablando, y disfrutaran hacer sus clases un poquito mas eficientes.

viernes, 12 de agosto de 2011

Pajarito Perdido, HTV-2

Se busca un pajarito perdido, responde al nombre de HTV-2,  se le vio la ultima vez volando a velocidad hipersonica sobre el oceano pacifico, si lo vio por favor reportarlo a la DARPA de la USAF.

SE BUSCA
Interpretacion de un artista del proyecto del HTV-2

El HTV-2 es uno de los proyectos mas activos de la nueva generacion de aviones hipersonicos no tripulados, la informacion dada a conocer establece que el avion es un bombardero tactico, con una velocidad de 20 Mach y capacidad intercontinental. Las tendencias en tecnologia estan dirigiendose a aparatos sin tripulantes, lo cual les da una enorme ventaja, las maquinas usualmente tienen limites fisicos mucho mas elevados que un humano, un piloto no puede resistir mas de 10gs, pero un avion podria, por lo menos en cuanto a materiales convencionales llegar a casi 50 antes de presentar fracturas, la temperatura deja de ser un factor, a 20 Mach se eleva a niveles que harian indispensable una pesada proteccion a los tripulantes, la eliminacion de ella hace al avion mas ligero, no necesita presurizacion ni blindajes, nada de oxigeno ni partes cristalinas, a no ser las de algun sensor. Ademas un gran factor lo ha hecho muy atractivo desde los cincuentas, el aparato puede ser derribado sin perdidas humanas, los ciudadanos estan mas dispuestos a apoyar una guerra si no hay vidas humanas perdiendose, solo metales.

Pero como un fantasma inquieto, vuelve a aparecer el mismo problema que mando por el caño los proyectos de los cincuentas, una maquina sigue siendo demasiado tonta, a pesar de los avances en electronica y computacion, un aparato de ese tipo solo hace lo que esta en su programacion, si esta falla, se pierden millones de dolares en un monton de basura. esto sin considerar que los restos estan perdidos, si se hundieron en la fosa de las Marianas no hay problema, solo un poco de contaminacion en el fondo oceanico, sin embargo si el avion siguio su camino y cayo en China o en la vastisima Rusia, esa tecnologia pronto se usaria en contra de occidente.

El proyecto del HTV-2 (Hipersonic tecnology Vehicle) es parte de un programa de investigacion que abarca bombarderos, tacticos y estrategicos, cazas y aviones comerciales, que compartiran una tecnologia basica, este vehiculo es lanzado por un cohete, que lo coloca en la Thermosfera o en la Exosfera (nunca se ha revelado claramente esto), a esa altura ha acumulado tanta energia potencial, que cae en vuelo no propulsado a altisimas velocidades, exactamente igual que el Transbordador espacial, "planeando" hacia sus blancos, a los cuales ataca con algun tipo de arma de precision, siendo recuperado en algun aerodromo avanzado, o por lo menos eso indica la teoria.

Sin embargo si uno ve las energias involucradas, seria absurdo que el bombardero llevara bombas Mk-82 o incluso misiles dirigidos convencionales, la capacidad destructiva de un racimo de bombas seria ridiculo comparado con la capacidad destructiva del vehiculo en si, a mach 20 el solo impacto del vehiculo destruiria mucho mas eficientemente cualquier blanco, una ciudad, una concentracion de tanques, o cualquier blanco que valiera la pena, sin las desagradables consecuencias de la radiacion en  una bomba nuclear convencional. Ahora bien, si hablamos de punteria, es necesario que el vehiculo cuente con algun tipo de control aerodinamico, motores o superficies de control, aunque asumo que a esas velocidades solo un buen motor cohete o superficies especiales como las del Atlantis podrian hacer el trabajo.


Autor: Sergio Tellez

miércoles, 13 de julio de 2011

La Fisica del Automovil, Velocidad


El automovil es un medio de transporte, y nada mas, intentar convertirlo en una maquina de velocidad es posible, pero requiere de equipos especiales, y por supuesto, de carreteras especiales para practicar esta actividad, intentar usar un auto GT con equipo convencional en una avenida o carretera no diseñada para la alta velocidad, no es una cuestion de emocionante valor, es un acto de estupidez.

La velocidad en un auto, significa una sola cosa, una relacion potencia-peso , una gran potencia y un bajo peso usualmente dan como resultado una gran velocidad, y una gran velocidad usualmente significa problemas de control, debidos a la gran inercia del vehiculo, de ahi la tendencia a "endurecerse" del volante, ademas de los riesgos de colision, el mundo es muy diferente a altas velocidades, donde se presentan fenomenos que no son muy visibles a las velocidades a las que estamos acostumbrados, por ejemplo, una curva, no suele significar gran cosa a una baja velocidad, pero a mas de 100 km/h la Velocidad centripeta puede sacar de la carretera a un conductor inepto, mas por el simple hecho de que las curvas se diseñan para una velocidad dada, observese que las curvas son casi planas en la ciudad, pero las curvas de un circuito de carreras pueden estar inclinadas hasta 60°, para compensar la fuerza centrifuga de un vehiculo a alta velocidad.

POTENCIA

Hablemos primero de la potencia, esta es dada por un buen motor, es lo mas importante en un vehiculo, porque es la Energia fundamental, sin ella, no hay movimiento, usualmente se mide en caballos de fuerza  y su consecucion es un problema mas de ingenieria que de Fisica, tiene que ver en un delicado equilibrio entre combustibles, ciclos de combustion y eficiencia, se puede llegar a ella con motores muy eficientes o con combustibles especiales.

PESO

Ya tenemos la Fuerza para mover nuestros autos, ahora hay que ver que vamos a mover, claro que no es lo mismo mover una pluma que una montaña, la cantidad de materia importa, a esto lo llamaremos masa, y entre menos sea, mas podemos usar nuestra potencia, asi que hay que sacar todo lo que no sirva en el auto, y de preferencia usar una carroceria tan ligera como sea posible, de preferencia con materiales compuestos superligeros.

AERODINAMICIDAD

Y claro, la carroceria debe de ser aerodinamica para aprovechar la Velocidad del viento para mantener nuestro vehiculo estable, un buen diseño es fundammental, (ves porque un GT comun no sirve).

INERCIA

Un cuerpo en movimiento tiende a permanecer en movimiento, de hecho un auto a muy alta velocidad adquiere una inercia enorme, para modificar su movimiento es necesario aplicarle una Fuerza igualmente descomunal, por ejemplo la fuerza de un auto de 1000 km a 30 km/h (la velocidad normal en la ciudad), puede calcularse de la ecuacion:

F=mA

F Fuerza
m masa
A Aceleracion (dV/dt)

Y es de alrededor de 833 N, una fuerza manejable desde el volante, pero a 150 km/h, es de 4166 N, necesitarias ser Hercules para controlar el volante a esa velocidad, es por ello que los aviones de combate usan servomotores en las superficies de control, para multiplicar la fuerza del piloto y controlar el aparato.

Y la inercia de un vehiculo juega en tu contra, porque al trabarse el volante, el auto queda abandonado a las fuerzas de su alrededor, si la carretera es dispareja, un bache, un tope, una deformmacion o lo que sea, puede sacarte de la carretera y volcarte, (el famoso efecto brincacorcholatas), de ahi la necesidad que tienen los circuitos de carreras por superficies completamente planas, para poder controlar este factor.

Pero no es el ultimo efecto de la Inercia, tu auto tardara en reaccionar ante cualquier orden que le des, si aplicas los frenos, tardara en detenerse completamente, asi a 40 km/h se frena en 18 metros, pero a 120 km/h la distancia de frenado es de 192 metros, hay que considerar que hay varios factores que alteran esto, si el vehiculo va mas cargado de lo normal (mas pasajeros, mas combustible, etc.) tardara mas en frenar, si no se reacciona inmediatamente, la distancia de frenado aumenta, y la peor de todas, con suelo humedo, la distancia de frenado aumenta potencialmente, asi a 120 km/h puedes tardar 235 m en frenar, (casi un cuarto de kilometro), de hecho hay una ecuacion de frenado, es un poco aproximada y establece que:

Df = V2/170
Df Distancia de Frenado
V2 Velocidad al cuadrado
170 constante de proporcionalidad

VELOCIDAD CENTRIFUGA

La velocidad no solo es una cuestion de ir hacia adelante, al conducir se presentan mas tipos de Fuerzas, una de ellas es la Fuerza Centrifuga, causada por una Velocidad lateral al conducir sobre una curva, efectivamente, cuando se conduce sobre una curva aparece una fuerza que nos empuja hacia afuera, esta esta determinada por la ecuacion:



Asi es, la velocidad se vuelve angular y surge una fuerza que nos saca de las curvas, pero es algo que los constructores de carreteras ya tienen planeado en sus diseños, y peraltan las curvas, esto es, les dan una inclinacion, por desgracia para muchos, el peraltaje depende de la velocidad y usualmente se calcula para una velocidad promedio baja, indicada en el señalamiento antes de iniciar la curva, para velocidades mas altas, ese peraltaje es insuficiente, es por ello que un conductor experto, baja la velocidad en las curvas, para ajustarse al trazado del camino, y claro esta, en la ciudad las calles no estan peraltadas, asi que correr a alta velocidad en ellas es muy poco juicioso.

Impulso

No hay que olvidar otro concepto, el Impulso, nuestro vehiculo siempre estara sometido a el, se define como:

= mV

I es el Impulso
m es la masa
V es la Velocidad

Los autos tipo GT han sido diseñados con una velocidad de 40 km /h y un peso de 1000 kg en mente, y practicamente todas las especificaciones del vehiculo son para estas magnitudes, esto es resistencia de los materiales al impacto, eficiencia del motor, bolsas de aire, frenado y mucho mas, ir a mayores velocidades disminuye las prestaciones del auto, a 150 km/h, la capacidad de un auto para proteger a sus tripulantes se reduce a cero y es por ello que las autopistas han hecho modificaciones al seguro del usuario, ya no cubren vehiculos que viajen a exceso de velocidad.

Asi como se ve, manejar bien a altas velocidades no solo es cuestion de pisar un acelerador y mover un volante, como casi toda cuestion humana, es una mezcla de valor y conocimiento, hay que conocer bien lo que hacemos, para hacerlo bien 

Autor: Sergio Tellez Morales

viernes, 17 de junio de 2011

La Fisica del Automovil, Aerodinamica



Desde los setentas ha habido una lucha por obtener mayor rendimiento en los automoviles, esto se ha conseguido por diferentes caminos, materiales compuestos mas ligeros, mejores combustibles, motores modernos y por supuesto mejores diseños, mas aerodinamicos.

Desde los treintas, en la aviacion se sabia que entre menor resistencia al aire tenga un vehiculo, mayor velocidad tendria, de ahi los anillos Towsend, la eliminacion de los trenes fijos y los fuselajes con curvas suaves para permitir un flujo suave alrededor del aparato. Poco a poco fueron descubiertos nuevos fenomenos, como la de los vortices de extremo o el empuje conformal, (que llevo a ver que las variaciones de presion, producen un empuje adicional, lo que llevo a diseños tan peculiares como los Marilyns).

Los fabricantes de autos, no estaban muy preocupados por el rendimiento, por mas de 60 años se interesaban mas por la apariencia, el diseño debia de ser muy atractivo, y de hecho, algunos automoviles de los cincuentas eran monumentos a la infuncionalidad. Fue la crisis del petroleo de los setentas la que cambio la industria, de repente el combustible se volvio la obsesion de todos, aumentar el rendimiento, sin importar nada mas; en una espiral que sigue hasta la fecha, aunque ya llegamos a un punto donde se diseñan autos para velocidades de mas de 100 km/h, y muchos de ellos ya no pueden circular a mas de 5 km/h por las calles de la ciudad.

Las nuevas carrocerias deben de tener la minima resistencia al aire, de ahi que los autos ahora esten formados de curvas suaves, se tuvo que decir adios a los radiadores cuadrados, superficies planas y demas articulos generadores de turbulencias.

La carroceria tuvo que hacerse mas pegada al piso, y es necesaria la generacion de una diferencia de presion para mejorar el agarre del auto al piso, esto es una especie de sustentacion a la inversa, la velocidad del viento V ejerce un efecto sobre presion P1, al comprimirse un flujo por la curvatura de la carroceria, se aumenta la presion, mientras que P2 permanece constante, asi que  provica una fuerza que empuja el auto hacia abajo, ayudandolo a mantenerse en el suelo a velocidades altas, de ahi que las carrocerias esten curvadas en la parte superior y sean bajas, ademas del uso de spoilers para desviar el flujo de aire.

En cambio el uso de spoilers en la parte trasera de un auto, tiene un sentido totalmente diferente, cuando el flujo de aire pasa del techo al maletero, se puede producir un gran efecto de turbulencia, mas si la caida es muy angulada o pronunciada, para evitar esto, se coloca un spoiler, que dosifica el flujo y lo vuelve suave.


Empuje conformal, si seguimos jugando con el viento y la forma, nos damos cuenta de que hay mas de una forma de aplicar presion, si en la carroceria se hacen concavidades, entonces sucede un nuevo fenomeno, la diferenecia de presion, P2 menor que P1, produce un empuje adicional, mas velocidad, con la misma potencia.

Y ahora que hemos hablado de velocidad y aerodinamicidad que hacen a un auto una eficiente maquina de velocidad, disfruta del embotellamiento de hora pico, mientras que vez como la anciana en andadera, rebasa tu deportivo y se pierde a la distancia.

Autor: Sergio Tellez

miércoles, 4 de mayo de 2011

Nueva Tecnologia en helicopteros


El domingo los SEALs de la Marina dieron cuenta de Bin Laden, pero esa no es la noticia, los restos de una de las naves que usaron si lo son, de la unica foto que ha circulado se puede deducir que las Fuerzas Especiales estan estrenando helicopteros, que por supuesto son secretos, o lo eran, hasta que esta foto nos ha permitido dar una mirada al Estado del Arte en tecnologia de unidades de asalto.

Basandome en lo que se alcanza a ver esta es una nueva maquina, con un rotor de cola de helices cortas, lo que le obliga a girar a mas velocidad, para compensar la torca, sus pequeñas helices son de punta cuadrada, como las de C-130, lo curiosos, es que el eje no parece nada a lo que yo haya visto, por lo menos en helicopteros, pareciera que su eje es del mismo tamaño que la tapa, para hacer girar algo asi, se  necesita una gran energia, o muy poca friccion, parece una helice de aprovechamiento secundario de un NOTAR, o viendo mas atras, una helice entubada, parecida en concepto a la del Wyvern, pero por supuesto que sin sus complejidades mecanicas, abajo de ella se puede ver una rejilla, posiblemente de escape de flujo secundario de una turbina o de enfriamento, o posiblemente portadores de flares. Otro hecho curioso, usualmente los helicopteros americanos suelen tener el giro de sus aspas principales en la direccion de las manecillas del reloj y la helice de compensacion a puerto, mientras que la fotografia muestra claramente que la helice esta a estribor, como si compensara una torca negativa.

Es obvio que las tecnicas de construccion Stealth ( superficies planas, angulos predeterminados superficies amplias, aunque parecen demasiado anchas ), se han combinado con las nuevas tecnologias de supresion IR, (ese peculiar color Dopped Alluminium), la parte superior del timon fijo es muy reveladora, el material parece plastico, no ceramica, pero con lo que parece ser una piel inferior metalica o de algun material menos ductil. Los timones inclinados en forma de V moderada estan demasiado cerca del rotor, es posible que no sea la posicion normal, sino una deformacion del choque o un efecto optico por la posicion de la camara. Por sus dimensiones, parece ser que el helicoptero es mas pequeño que un Huey, por lo que sus motores deben de ser mas eficientes, para poder llevar una tropa decente, se me hace pequeño, podria ser el reemplazo de los Cayuse, con una pequeña dotacion de tropas, mas facil de detectar, y con menos bajas si lo tiran.

Por cierto, ¿que no tuvieron un par de granadas extras para volar las partes?, o tiene un nuevo combustible, notese la auscencia de partes quemadas, o derretidas, es obvio que las tropas salieron demasiado rapido, violando el principio de no dejar material delicado en manos no amigas. 

Autor: Sergio Tellez

martes, 22 de marzo de 2011

El Avion Stealth


Crear un avion que pueda dar la firma radar tan baja como sea posible ha sido un sueño de la industria aeronautica desde principios de los cuarentas, y aunque hasta ahora ha probado ser un concepto ilusorio, ha habido buenas ideas en el camino y algunos aviones han logrado en buena medida cierto grado de invulnerabilidad.

El mas famoso de ellos es el F-117, un aparato de ataque subsonico con tecnologia de los ochentas, lo mas fascinante de esta vieja maquina, es su apariencia, en vez de presentar un frente como todos los demas aviones, su fuselaje esta formado en la parte del morro de placas planas alineadas a diferentes angulos, de tal forma que la radiacion de un Radar incidente es reflejada en ciertas direcciones, menos en la que el radar recibe, usando el viejo y conocido efecto de la Ley de Bragg:

n\lambda=2d\sin\theta,\!

En la cual n es el n-esimo ciclo de la longitud de onda incidente λ; d, es el espacio entre las capas y θ es el angulo entre la onda incidente y la reflejada; si bien se habia encontrado este fenomeno en Rayos X y Cristales, fue muy practico ajustarlo a las ondas de radar, que se comportan de forma muy semejante a la luz, y el fenomeno recuerda fuertemente al efecto Brewster, en el cual la luz incidiendo sobre un material dielectrico transparente es totalmente convertida en luz refractada perfectamente polarizada, sin reflexion.

Pero por supuesto, un avion no puede ser hecho de vidrio dielectrico, ¿o si se puede?, ni el radar es luz normal, asi que fue necesario hacer algo de investigacion, los materiales novedosos en la decada de los ochentas eran las ceramicas, asi que me imagino que lograron crear una ceramica especial en el frente del aparato, con la capacidad de absorber y dispersar la radiacion del Radar, la especial forma triangular del aparato y sus caras planas anguladas, son para "montar", las ondas esfericas del radar de mejor forma, de tal modo que siempre lleguen al mismo angulo y sean refractadas y reflejadas mejor, al ser un material ceramico, esto le permitiria lidiar tambien muy bien con la disipacion del calor producido al absorber tanta radiacion.

Las toberas estan especialmente diseñadas para dejar una traza irrelevante sobre el cielo, las rejillas permiten al flujo del motor enfriarse mejor, de ahi la necesidad de ser subsonico, en esos momentos la tecnologia no permitia ocultar un posquemador, de igual forma, todas las lineas rectas frontales han desaparecido del avion, las tapas de los trenes, el capacete de la cabina, el deposito de armas y otros, cuentan con un borde tipo sierra, que permite dispersar mejor la energia.

No pude la tentacion de jugar al angulo de Bragg con este modelo, e hice un pequeño experimento, me pare exactamente al frente del modelo y tome una fotografia con el flash al maximo, la luz simula al radar, y puede verse extraordinariamente reflejada en la pared blanca y en el bote de aluminio colocado como palero experimental, pero en cambio, la nariz del F-117 permanece totalmente opaca, sin ningun reflejo delatador, incluso el frente de las alas permanece sin ningun brillo y el unico que hay es de las rejillas del intake, pero es muy poco.

El F-117 debe de haber evolucionado mucho, sus sucesores deben de ser aparatos supersonicos y con formas diferentes, si es que el material del que esta construido absorbe la radiacion, o bien de la misma forma, pero con otras funciones, si es la forma la que permite la refraccion.

Autor: Sergio Tellez Morales

lunes, 28 de febrero de 2011

Adios a los Transbordadores

Ha llegado el fin de los transbordadores espaciales, este año se radiaran de servicio los tres transbordadores sobrevivientes, el Discovery, Endeveaur y Atlantis, que seran enviados a museos, si bien era necesario ya retirarlos del servicio, esto puede implicar el fin de la investigacion espacial, en uno de sus actos mas estupidos, el gobierno de Obama ha decidio cancelar el programa espacial, el nuevo proyecto por naves espaciales llamado Constellation, ha sido eliminado, el abastecimiento de la ISS sera efectuado por consorcios privados, usando la vieja tecnologia de misiles no reutilizables.

La idea de un Transbordador Espacial se estuvo cocinando por muchos años, los alemanes en la Segunda Guerra Mundial, pensaron en un bombardero estrategico orbital, que pudiese despegar de Alemania, volar en la estratosfera y llegar a Nueva York, de forma rapida, uno de los diseños fue el Arado E.555, en cierto sentido la idea de un transbordador era la mas logica, un avion cuyo techo de servicio fuese mucho mas alto, tanto que pudiera salir de la atmosfera,volar sin resistencia del aire en el espacio y volver a entrar a la atmosfera.

Las primeras investigaciones fueron por ese camino, el X-15 llego a una altura y velocidad extraordinarias, pero habia un defecto fundamental, el ascenso lento consume mucho mas combustible, para llegar a esas alturas, era mas eficiente el Cohete, como lo demostraron los alemanes con el V-2, con las aceleraciones mas altas, se podia llegar al espacio y asi se hizo, el programa espacial se centro alrededor de los cohetes, vinieron los Atlas, Nike, Redstone, y por sobre todos el Saturno V.

Pero pronto se noto cierto problema, la tecnologia del Cohete era desechable, una vez usado un costosisimo Saturno V, no se podia reusar nada, los costos eran enormes, si pudiese ser diseñado un sistema, que pudiese ser usado una y otra vez, se ahorraria mucho dinero.

En los setentas se llego a un diseño de compromiso, una nave espacial reutilizable, el Transbordador Espacial clase Columbia, el diseño era una mezcla de ambos sistemas, una nave que despegaria como cohete, pero cuyos tanques de combustible, pudiesen desprenderse y caer en paracaidas para se rellenados y usado otra vez, que pudiese regresar planeando como un avion, con alas que le diesen la sustentacion necesaria, porque no tendria motores convencionales, la idea era que fuese tan ligero como fuese posible al entrar a la atmosfera, sin casi combustible y capaza de aterrizar convencionalmente, y si bien no todo se consiguio, el concpeto del transbordador estuvo muy cerca.

El primer vuelo de un transbordador fue el 12 de abril de 1981, cuando el Columbia realizo el primer vuelo orbital, causando gran sensacion en el mundo, de hecho aun recuerdo que su despegue fue transmitido por la television mexicana, durante los siguientes años se fueron incorporando naves a la flota, hasta 1986, cuando el desastre del Challenger detuvo el programa y no se reanudo sino hasta dos años despues.

Si bien el sistema funcionaba bien, se reducia a vuelos suborbitales, casi todos de rutina, para mantener la flota de satelites o investigacion basica, el espacio profundo y la luna no estaban dentro de los proyectos de la NASA.

Ahora, la especie humana tiene la tecnologia para ir a otros planetas, pero no la voluntad, seguimos siendo una especie de un solo planeta, que se esta volviendo salvaje y nuestra supervivencia como especie no esta garantizada de ninguna forma.

domingo, 30 de enero de 2011

Motores de pulso

Una variedad de motores que han dormido el sueño de los justos, los motores de pulso ahora estan siendo considerados de nuevo, probablemente ya esten en uso en algunos lugares clasificados.

Un motor de pulso es un tipo de motor, que produce impulsos discontinuos, usualmente en la forma de explosiones controladas, pero a diferencia de un motor a reaccion convencional, no tienen piezas moviles, su rendimiento es muy diferente, incluso la medicion de su potencia.

Historicamente ya se han usado operacionalmente, la bomba voladora V-1 fue el primer aparato en usar un pulsoreactor operacionalmente, y no tuvo serios problemas tecnicos, mas o menos de la misma epoca es un torpedo, cuyo apodo es bastante gracioso, "el torpedo pedorro", el cual funciono bien, tenia mas alcance que un torpedo regular con el mismo peso, sin embargo no entro en servicio, su posicion era delatada por las explosiones, y el burbujeante ruido que hacian en la superficie.

En los ultimos años han sido dejados de lado, o por lo menos eso aparece, una foto del supuesto proyecto Aurora, muestra una serie de perlitas de humo encadenadas en el cielo, justo lo que uno esperaria de un pulsoreactor.

Las ultimas tecnologias han permitido experimentar con pulsoreactores de plasma, un laser de muy alta energia, se encarga de transferir mucha energia de manera rapida a un combustible que se convierte en plasma por un breve periodo de tiempo, y ya sea directamente o por medio de incandecer a un combustible secundario, da un gran empuje en un pequeño espacio.