Soluciones de durabilidad en los misiles hipersónicos

Los misiles hipersónicos son una clase casi nueva de misiles, capaces de alcanzar velocidades superiores a Mach 5 o incluso Mach 10. Los sistemas de guía activa combinan esta velocidad con una maniobrabilidad extrema, lo que hace posible que los misiles hipersónicos vuelen mucho más bajo que los misiles convencionales a la vez que mantienen una trayectoria balística impredecible. Esto hace que sea difícil de prever la trayectoria de vuelo del misil e interceptarlo. 

Cada vez más programas de defensa invierten en tecnología hipersónica con una velocidad y maniobrabilidad superiores. Sin embargo, los puntos fuertes del misil hipersónico también plantean sofisticados retos en la ingeniería de componentes. Para lograr un rendimiento óptimo, todos los componentes deben estar construidos para tolerar y funcionar sin problemas en condiciones muy difíciles.

La durabilidad de los materiales de los componentes puede dictar el éxito o no de una misión cuando se confía en los sistemas de las armas hipersónicas. Estos materiales hacen posible que los componentes de conectividad mantengan la integridad estructural bajo cargas elevadas y toleren el calor extremo durante períodos de vuelo largos, a la vez que funcionan con un consumo más corto de tamaño, peso y energía (SWaP). Luego del reto de seleccionar los materiales adecuados, cada componente, desde sensores y circuitos, junto con relevadores y arneses, hasta conectores y cableado, debe someterse a rigurosas pruebas no destructivas para mejorar su confiabilidad. 

La degradación del material a altas velocidades y las temperaturas fluctuantes son temas de preocupación común. A medida que aumentan las temperaturas y las cargas aerodinámicas, la fatiga de los materiales hipersónicos se ve afectada y esto amenaza la integridad estructural del misil. Los componentes de los misiles hipersónicos deben encontrar un equilibrio entre optimizar el rendimiento y dar prioridad a la supervivencia. Para ello, los conectores y otros componentes electrónicos deben construirse con materiales más duraderos y resistentes a altas temperaturas, o protegerse del calor intenso y los entornos corrosivos. Esto último se consigue al utilizar técnicas como los recubrimientos de barrera térmica y los esquemas de recubrimiento diseñados para las temperaturas extremas durante el vuelo, así como durante el almacenamiento. 

La miniaturización de los numerosos componentes de un misil y, por tanto, la disminución del tamaño, el peso y el consumo de energía, puede dar lugar a un mayor rendimiento en el campo. Reducir el SWaP es esencial, pero diseñar componentes que sean más pequeños y ligeros, a la vez que manejen los requisitos de conectividad sofisticados, hace más difícil el reto. Las soluciones efectivas para los subsistemas livianos pero resistentes incluyen la utilización de superaleaciones más livianas en mecanismos de resorte y pin que pueden tolerar las altas temperaturas sin sacrificar la conductividad eléctrica. 

TE Connectivity tiene décadas de experiencia en aplicaciones para entornos extremos, como el espacio y la y la aviación, así como en defensa. Esto le da a TE Connectivity la capacidad inigualable de reforzar y diseñar componentes de forma personalizada para los sistemas de armas hipersónicas. TE Connectivity somete sus componentes a un exhaustivo proceso de consulta y desarrollo para comprender las necesidades de diseño y materiales con base en factores, como la temperatura y los límites de vibración, para construir soluciones de conectividad listas para los misiles en esta aplicación única y en constante evolución. Los componentes también se someten a pruebas hipersónicas y métodos de simulación, tales como la exposición a temperaturas extremas, para evaluar el rendimiento en los diferentes escenarios que encontrarán en el campo de batalla moderno.

• Los misiles hipersónicos operan con una velocidad y maniobrabilidad superiores, pero sus componentes deben tolerar los problemas de integridad estructural de entornos difíciles.
• Los sistemas de armas hipersónicas deben estar diseñados para operar a temperaturas de 3,000 °F o más, a la vez que superan los retos del impacto térmico y la radiación.
• Los materiales que se utilizan en los sistemas de armas hipersónicas dependen de una larga vida útil antifatiga para evitar la degradación. Esto se puede lograr a través de materiales de alta temperatura o blindajes térmicos.
• Puede ser un reto equilibrar los sofisticados requisitos de conectividad a la vez que se reduce el SWaP con componentes miniaturizados.
• Todos los componentes reforzados deben someterse a pruebas intensivas para garantizar la confiabilidad en escenarios extremos.