viernes, 2 de febrero de 2018

Pruebas de cañón electromagnético (actualizado)

Creo que mi comentario de ayer sobre los dreadnought se ha quedado corto a tenor de lo que ha aparecido ayer en los medios chinos.



En el fondo, creo que cualquiera con dos dedos de frente ya se ha dado cuenta que esto es tan sólo un demostrador, pero que aún le faltan muchos hervores para que sea un sistema robusto, fiable y embarcable de verdad.

He estado recordando el comentario acerca del tiempo de tránsito de las catapultas electromagnéticas. En una declaración, uno de los desarrolladores mencionó que una catapulta de estas características se podría usar cada cinco minutos, frente al cuarto de hora de las clásicas.




Sin juzgar los tiempos de tránsito de las catapultas clásicas, me ha llevado a hacer un ejercicio sencillo. Un cañón o una catapulta electromagnética al final emplean la energía eléctrica para transformarla en electromagnética, y a su vez, añadir energía cinética a un cuerpo que queremos lanzar, sea un avión o un proyectil.

Prescindiendo de las pérdidas, rozamientos, calentamientos y otros rendimientos, al final la tecnología de generadores y acumuladores es la que es, y asumo que máxime en el caso de China, se habrá compartido, por lo que será similar.




Si atendemos a la fórmula clásica de la energía cinética, 1/2mv^2, vamos a comparar el orden de magnitud de lanzar un avión o un proyectil. Basados en los siguientes supuestos:

Lanzamiento de avión desde catapulta

  • Peso al despegue, 27.000 kg
  • Velocidad al despegue, 170 nudos, 87,5 m/s

Lanzamiento de un proyectil de artillería

  • Peso del proyectil, 32 kg (calibre 127 mm)
  • Velocidad inicial, 762 m/s
Si metemos estos datos en la batidora de la fórmula, se obtiene que la energía cinética de un avión en el lanzamiento es 11 veces superior a la de un proyectil desde una pieza de artillería naval tomada como referencia. 



Eso significa que el sistema de generación de corriente y el sistema acumulador deben ser capaces de gestionar 11 veces más de energía. Si el proceso generación-carga-generación es lineal, como una primera aproximación (todos sabemos que los acumuladores no cargan energía de forma lineal), obtendríamos que para una tecnología similar los generadores y acumuladores necesitarían 11 veces menos tiempo en generar la energía necesaria para un proyectil, es decir, pasando de 5 minutos a 27 segundos. 

Estoy evaluando simplemente los órdenes de magnitud, no son cálculos preliminares ni nada que se le parezca. Así pues, la cadencia de una pieza de estas características, con un nivel tecnológico similar al de las catapultas que se están ensayando, sería de 26 segundos (o ese orden de magnitud).



Obviamente esta cadencia es disparatadamente elevada, lo que me ha hecho pensar que quizás los cinco minutos de tránsito entre lanzamientos en catapulta quizás vengan marcados por la operativa en sí más que por el tiempo de generación y carga del sistema, lo cual reduciría el tiempo de cadencia de una pieza de artillería de estas características.

En cualquier caso, las cosas pueden cuadrar a este nivel de cálculo tan básico, no estamos hablando de los submarinos supersónicos supercavitantes.

La segunda derivada de todo esto son los tamaños. "Size matters" como decía aquél, y bien que importan. Un sistema de generación de energía será más grande cuantos más kVA (o MVA) genere. Lo mismo para un acumulador.



Si usamos los datos inversos: dos contenedores necesarios para un proyectil, implicaría el tamaño equivalente a 22 contenedores para un sistema de catapultas electromagnéticas, entonces ya la cosa de sale de madre. Es cierto que quizás uno de los contenedores contenga simplemente elementos de control, y que el dedicado a la generación y a la acumulación sea uno sólo, lo cual reduciría sustancialmente el espacio requerido para catapultas, aunque el sistema tenga algún grado de integración con su IEP.

Con este ejercicio básico, lo que he querido plasmar es que hablar de estos sistemas es hablar de gigantismo. Nadie en su sano juicio va a aceptar en servicio un sistema con una cadencia de tiro inferior y con un volumen varias veces superior, para unas prestaciones similares. Una vez que el proyectil sale por la boca de la pieza, el resto es pura aerodinámica, balística interior. Y no hay diferencias de "calidad" entre ambos disparos, a no ser que hablemos de otra revolución en el campo de los proyectiles, que no parece ser el caso.

Por tanto, como demostrador, bien. Es significativo que se haya instalado en un buque de esas características, donde lo que sobra es el espacio. El tiempo dirá en qué quedan estos desarrollos.

Para acabar añado unas palabras del polémico contralmirante Zhang Zhaozhong mencionadas en una entrevista en 2015: " No sé si nuestra generación verá barcos equipados con cañones electromagnéticos".


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