KR7-300

En el período de 1955‒1965 la Unión Soviética comenzó el desarrollo y despliegue de misiles cruceros antibuque siguiendo una nueva doctrina creada con base en las nuevas tecnologías como el Henschel Hs 293 pero mejorándolos en sistemas prácticos.^[3] Inicialmente estos misiles crucero de velocidad cercana a la del sonido, Mach 0,8-1,2 y masa en vuelo de 2 a 3 toneladas reutilizaban motores de aviones caza. Estos turborreactores fueron substituidos por variantes de los mismos creadas específicamente^[1][3] para su en misiles crucero y aviones no tripulados que tienen requisitos diferentes:

• Diseño simplificado para uso en vehículos de corta vida.
• Almacenables por períodos prolongados en contenedores herméticos sobre cubierta o en tubos de submarinos y usables sin preparación previa.
• Capaz de funcionar a nivel del mar y alta altitud (7 km), a velocidades superiores a los 1000 km/h (Mach 0,9-1,5 para ser precisos).
• Iniciarse y alcanzar empuje máximo en segundos (cuando el misil es impulsado por un cohete).
• Capaz de resistir las fuerzas g^{[nota 2]} del lanzamiento y la ingesta de gases calientes de una salva.

A fines de los años 50 la Oficina de diseño N.º 300 Tumansky comienza el desarrollo de 2 motores turborreactor específicamente diseñados para vehículos no tripulados y misiles crucero antibuque supersónicos, estos fueron el KR15-300^{[nota 3]} diseñado para el Tupolev Tu-121/Tu-123 y el KR7-300^{[nota 4]} para el P-35 "Utes", misil crucero supersónico antibuque diseñados en la OKB-52, la Oficina de diseño de Cheloméi. Hasta ese momento las Oficinas de diseño de misiles crucero Soviéticas estaban utilizando motores al final de su vida útil Mikulin AM-5A o AM-9 del Yak-25 para las pruebas de vuelo, pero eran necesarios motores especializados fabricables en serie y más adecuados para el uso en misiles crucero.^[3]

La primera serie de motores para misiles crucero fueron adaptaciones y modificaciones del Mikulin AM-9 (renombrado Tumansky RD-9 en 1956), como el Mikulin M-9FK para el misil KSSh o la serie KRD-26 para los misiles P-5, P-5D y P-6; desarrollada por Sorokin en la Oficina de Diseño N.º 26 (localizada en la Planta N.º 26)^{[nota 1]} que estaba temporalmente subordinada a la Oficina de Tumansky para adaptar y mejorar los motores RD-9 (MiG-19, Yak-25) y el nuevo R-11 (MiG-21).^[1]

La necesidad de mayor velocidad (mayor a Mach 1.2) requirió de un nuevo desarrollo, entre 1962 y 1964 Tumansky desarrolla el KR7-300,^{[nota 4]} que estuvo a cargo de Rotmistrov y utilizó el ya existente RD-9 y sus variantes (KRD-26) como base, alterando el compresor mediante una reducción del número de etapas de 9 a 6 con el fin de reducir su relación de compresión y la temperatura de salida, eliminando la segunda etapa de la turbina ya no necesaria y mejorando la metalurgia de los álabes de la turbina para poder operar a mayor temperatura (+200 °C).^[2] A pesar de la relación de compresión reducida a 4,5, el compresor mantuvo la banda de fuga de aire^[4] (visible como una cinta blanca en el medio del motor) por el requisito de tolerar las condiciones variables en el régimen de vuelo e ingesta de gases calientes que pueden causar una pérdida del compresor.

Este nuevo motor especializado para el vuelo supersónico tiene un empuje estático ligeramente inferior al RD-9/KDR-26 (2150 kgf contra ~2500 kgf de un RD-9B^{[nota 5]}), peor eficiencia de combustible en vuelo subsónico pero en cambio es capaz de soportar las cargas térmicas y aerodinámicas de una planta propulsora para misiles con velocidad crucero de Mach 1.2 hasta Mach 3.0 (en variantes posteriores, ver sección variantes) sin la necesidad de un posquemador.

La producción en serie fue aprobada en 1964 y duró hasta 1989, aunque del KR7-300 se desarrollaron otras variantes que aún están en uso. Comparado a otros motores utilizado para drones similares, como el Pratt & Whitney J52, General Electric J79 y Lyulka AL-7K, el KR7-300 y sus variantes tuvieron mayor relevancia en gran medida gracias al tamaño adecuado, simplicidad y el ser almacenables en contenedores herméticos por largos periodos de tiempo.

Aunque inicialmente desarrollado en la Oficina de diseño N.º 300 "Tumansky", los desarrollos posteriores estuvieron a cargo de la Oficina de diseño N.º 26 en NPP Motor localizado en Ufa. Inicialmente a cargo de S.A. Gavrilov (desde los años 60 hasta 1983) y luego de A.A. Ryzhov.

Características generales

• Tipo: Turborreactor para crucero supersónico
• Longitud: 2010 mm
• Diámetro: 645 mm, 560 mm primera etapa del compresor
• Peso: 385 kg

Componentes

• Compresor: 6 etapas en rotor único, con cinta de control de fuga de aire luego de la 3.ª etapa
• Quemador: canular
• Turbina: 1 etapa no enfriada, rotor y carcasa enfriados con aire del compresor

Rendimiento

• Empuje: 21,1 kN (2150 kgf), estático
• Relación de compresión (π꜀): 4,5:1
• Masa de flujo de aire: 35,5 kg/s
• Temperatura de entrada a turbina: 1.090 °C, 1360 K
• Consumo específico de combustible: 133 kg/(kN·h), 1,3 kg/(kgf·h), estático
• Relación Empuje/Peso: 5,6 kgf/kg

Datos de: Shustov 2001^[6], Akhmedzyanov 2006^[7], Zrelov 2006^[2]

Motores similares

• Bristol Siddeley Orpheus
• Teledyne CAE J402
• General Electric J85-GE-3, J85-GE-7 (variantes para drones señuelo)
• Rolls-Royce Soar
• Fairchild J83

Motores relacionados

• Mikulin AM-9
• KRD-26 (OKB-26 de Ufa)
• Tumansky KR-15-300