XB-70 Valkyrie
Uno dei più imponenti progetti degli anni '60 è senza dubbio il NorthAmerican XB-70 Valkyrie.
Era un bombardiere strategico nucleare capace di raggiungere Mach 3,1 ed aveva un'autonomia di 12.000km.
Ecco qua la storia del progetto:
Il Valkyrie, concepito come bombardiere ma in pratica realizzato come aereo sperimentale, utilizzava la configurazione canard ed un'ala a delta, come altre macchine avrebbero fatto in seguito, quali l'odierno Eurofighter Typhoon, ed era costruito per la maggior parte in acciaio inossidabile, pannelli a nido d'ape e titanio. Le prese d'aria si trovavano sotto l'ala, i motori tra le due code verticali. I carrelli erano posti sotto la struttura delle prese d'aria.
Il Valkyrie era progettato per sfruttare un fenomeno chiamato compression lift (portanza di compressione), ottenuto quando le onde d'urto generate da un aereo che voli a velocità supersoniche sostengono parte del peso dell'aereo stesso.
Per il verificarsi di questo fenomeno, l'XB-70 ed altri progetti simili sono anche chiamati waveriders ("cavalcatori di onde") con riferimento alle onde d'urto che essi cavalcano. La portanza di compressione rimane, a tutt'oggi, una teoria controversa quando viene applicata all'XB-70.
Inoltre, l'XB-70 è l'unico aereo della sua grandezza ad avere estremità alari mobili: non per ripiegarle negli hangar, bensì per aumentare la stabilità aerodinamica a velocità supersoniche. Il Valkyrie poteva abbassare le estremità alari di 25 (oltre i 500 km/h) o 65 gradi (oltre Mach 1,4). Le estremità alari mobili dell'XB-70 sono ancora oggi le più estese superfici aerodinamiche mobili mai installate su un aereo.
Il sofisticato sistema di pilotaggio prevedeva anche due alette canard vicino all'abitacolo, a pianta trapezoidale, che erano piuttosto singolarmente di alto allungamento.
Il muso, a differenza di quello del Concorde, non era abbassabile durante il decollo, per migliorare la visibilità dell'equipaggio. A questo scopo era invece presente un raffinato parabrezza (che si raccordava col muso) a geometria variabile tra due posizioni: una subsonica, caratterizzata da un'inclinazione ripida, atta a consentire una migliore visibilità in decollo, in atterraggio e in genere alle basse velocità (da tenere presente il fatto che l'equipaggio di due persone si trovava a qualcosa come 33 metri oltre il carrello d'atterraggio e a circa 10 metri dal suolo), e una supersonica, molto più liscia e aerodinamica, continua nel profilo del muso del Valkyrie, che veniva appunto adottata per il volo ad alta velocità.
La fusoliera, a sezione pressoché circolare e caratterizzata da una raffinatissima aerodinamica, andava a rastremarsi dolcemente sopra l'ala, la quale, dotata di una struttura a delta semplice, con estremità acute, aveva una pianta a triangolo rettangolo quasi perfetta.
I comandi di volo erano variamente suddivisi, con degli elevoni sulle ali interne, flaps sulle alette canard, piani di coda quasi totalmente mobili, perfettamente verticali e paralleli tra di loro.
I motori da soli meritavano più di una nota, essendo gli YJ93 macchine termodinamiche particolari.
Esse formavano un'autentica batteria di 6 reattori tutti sistemati allineati fianco a fianco, nella parte posteriore della fusoliera e tra le derive verticali. Essi erano turboreattori relativamente convenzionali (provvisti però di un "augmentor", un postbruciatore, modulabile), ma non essendo a ciclo variabile erano vulnerabili al surriscaldamento dovuto alle altissime velocità di cui il B-70 era capace. Ecco quindi perché erano alimentati con un carburante speciale, il JP-6 a bassa volatilità, che serviva anche a raffreddare le strutture della turbina. La versione con additivo al boro era stata accantonata nel 1959, ma nella versione convenzionale persistevano vari e complessi problemi di affidabilità e di messa a punto che era necessario risolvere per riuscire a far volare il Valkyrie tanto veloce (e continuativamente) come previsto.
Infatti un motore di tipo convenzionale, come quello istallato sul MiG-25, è in difficoltà sempre crescenti al suo avvicinarsi a Mach 3 soprattutto per motivi di surriscaldamento e per i problemi legati alle onde d'urto dell'aria che si abbatte a tre volte la velocità del suono sulle prese.
La soluzione univoca trovata era un complesso sistema di geometria variabile applicato alle prese d'aria dei sei reattori: uno dei primissimi esempi di prese d'aria a geometria variabile controllata da un calcolatore, anche nelle condizioni più estreme di volo era perfettamente in grado di far sì che il flusso d'aria in ingresso rallentasse, da oltre Mach 3 a meno di Mach 1.
Un altro notevolissimo esempio di come i problemi legati alla propulsione siano stati brillantemente superati è il Lockheed SR-71 Blackbird e gli altri apparecchi della famiglia, che sono apparsi appena dopo il B-70 e hanno consentito la realizzazione pratica del concetto di velocità di crociera di Mach 3. I loro reattori Pratt & Whitney J58 hanno una struttura a ciclo variabile, per cui al decollo e a bassa velocità sono dei turboreattori, ma a velocità largamente supersoniche il flusso dell'aria passa vicino al compressore della turbina ma non vi entra: il motore funziona quindi come statoreattore, e da qui la definizione, unica e altisonante, di turbostatoreattore.
La capacità di trasporto carburante era di 136 000 kg, 165 000 litri, con serbatoi sparsi in tutta la fusoliera e le ali e caratterizzati da un rivoluzionario, computerizzato sistema di centraggio e autotravaso al fine di ottimizzare sempre il centro di gravità in ogni momento del volo. Le prese d'aria erano sotto la fusoliera, con sezione rettangolare, tridimensionali. Esse si congiungevano con l'estremità posteriore della fusoliera nella zona motori, sotto le ali.
Il carrello era di tipo particolare: due elementi principali con due coppie di ruote in tandem, di grande diametro, e un carrello mobile con una sola coppia, molto arretrato rispetto al muso per non avere una gamba troppo lunga.
In termini strutturali e di progettazione di dettaglio, il B-70 aveva una struttura in acciaio inossidabile a nido d'ape, che riguardava il 69% della superficie della cellula, mentre acqua e 2 000 litri di combustibile venivano usati per disperdere il calore, come una sorta di circuito di raffreddamento, perché la temperatura era il principale problema da risolvere. Gli pneumatici avevano carcassa metallica, i sedili eiettabili erano racchiusi in speciali capsule di salvataggio, mentre nel radome di prua avrebbe dovuto essere presente un radar, mai installato.
L'abbassamento delle estremità alari aumentava altresì l'effetto di portanza di compressione, poiché l'onda d'urto causata dal cuneo posto al centro dell'ala (e ospitante i motori) veniva ulteriormente intrappolata sotto le ali invece che lasciata sfuggire oltre il bordo d'uscita dell'ala stessa. Si crede comunemente che grazie a questo effetto l'XB-70 abbia il più alto rapporto portanza-resistenza mai ottenuto per un aereo con equipaggio. Questa informazione è citata anche in testi specializzati.
Sebbene ci sia effettivamente un miglioramento delle prestazioni, il rapporto non è comunque migliore di quello della maggior parte degli alianti. L'affermazione più corretta sarebbe che l'XB-70 ha il più alto rapporto portanza-resistenza di qualsiasi altro aereo supersonico con equipaggio.
Il ruolo che l'XB-70 doveva ricoprire era quello di bombardiere supersonico ad alta quota, scortato dall'XF-108 Rapier, un caccia trisonico sviluppato dalla North American Aviation in parallelo con l'XB-70. Il Rapier era anche inteso come intercettore per la difesa da un bombardiere sovietico dotato di capacita simili a quelle dell'XB-70. Per contenere i costi, i motori e molti impianti di bordo erano progettati in comune tra i due aerei. In pratica esso era un modello in scala del B-70, ridotto del 50%, ed equipaggiato di soli due motori (i quali però era previsto fossero due YJ93-GE-5 alimentati con combustibile zip fuel al boro).
Questo ruolo era l'estrema evoluzione della filosofia d'impiego classica, ma a Mach 3 davvero pochi caccia, per non dire nessuno, avrebbero potuto insidiare il B-70, meno che mai richiedere la presenza dell'F-108. Un problema più immediato era quello del calore: la stiva portabombe superava ampiamente i 300 gradi centigradi, cosa che rendeva il volo supersonico automaticamente 'disarmato' in quanto non si trovò all'epoca alcun ordigno capace di resistere a tale calore né un valido sistema di raffreddamento per la stiva. Ma la storia avrebbe reso superata la ricerca di tali armamenti, visti i problemi di altro genere incontrati.
A seguito dell'abbattimento dell'U-2 pilotato da Gary Powers, le certezze residue circa l'utilità dell'XB-70 come bombardiere vennero messe in dubbio, e il progetto XB-70 venne tramutato in un programma di ricerca aerodinamica avanzata, propulsione e altri aspetti legati ai grandi aerei supersonici, in particolare al programma statunitense SST. I progetti iniziali prevedevano la costruzione di tre aerei, ognuno dei quali incorporava le modifiche derivate dall'esperienza acquisita dai collaudi dell'aereo precedente, ma il programma venne interrotto, quando erano stati realizzati solo i due primi prototipi, nel luglio 1964.
Il primo XB-70 (N.62-0001) uscì di fabbrica a Los Angeles l'11 maggio 1964 ed effettuò il primo volo il 21 settembre.
Il primo aereo soffrì problemi di vario genere, come la debolezza nella costruzione dei pannelli a nido d'ape, principalmente dovuti all'inesperienza nella costruzione di questo materiale relativamente nuovo. La costruzione dei pannelli a nido d'ape risultò molto più difficile di quanto anticipato dai progettisti.
Un problema più pratico venne trovato nel blocco del carrello principale sinistro, che all'atterraggio provocò la distruzione delle relative ruote, ma il collaudatore Al White e il colonnello J.Cotton riuscirono a evitare che avvenissero problemi peggiori.
Inoltre il primo aeromobile venne afflitto da perdite nel circuito idraulico, nel circuito di alimentazione e problemi al carrello d'atterraggio, che era complicato in modo inusuale.
Nondimeno, il terzo volo venne superato Mach 1 e il 24 ottobre si raggiunsero mach 1,42 per 40 minuti.
Il secondo esemplare, n.62-0207, venne invece fatto decollare per la prima volta il 17 luglio 1965.
Durante un volo, il 7 maggio 1965, il divisorio fra la sezione di destra e quella di sinistra della presa d'aria dei motori si ruppe e venne aspirato dai motori, danneggiandoli irreparabilmente tutti.
Il 4 ottobre 1965, nel primo volo a una velocità superiore a Mach 3, i pannelli a nido d'ape cedettero di nuovo sotto sforzo: 60 cm del bordo d'attacco della semiala sinistra vennero letteralmente strappati via.
I problemi strutturali fecero sì che il primo esemplare venne limitato ad una velocità massima di Mach 2,5.
Questi difetti nella struttura a nidi d'ape furono completamente risolti durante la costruzione del secondo velivolo, che volò per la prima volta il 7 luglio 1965.
Il 19 maggio 1966 l'aereo numero due volò per 3840 km in 91 minuti, volando a 3.270 km/h (Mach 3,08) per 33 minuti.
L'8 giugno 1966, però, l'aereo andò distrutto a seguito di una collisione con un F-104 Starfighter; la collisione avvenne mentre i due aeromobili, assieme ad altre macchine supersoniche, volavano in formazione stretta per una sessione fotografica voluta dalla General Electric per pubblicizzare i suoi motori.
Questa è la storia del più leggendario aereo supersonico mai costruito e personalmente il mio preferito! Secondo me non c'è aereo più bello e futuristico di questo!
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Fonte:wikipedia
Ps: scusate i due giorni d'astinenza..