Propulsione Scramjet!

I motori scramjet (e ramjet) a livello di meccanica sono molto semplici: anche essi sono formati essenzialmente dalle 2 sezioni principali, ma loro complessità è "limitata" alla geometria data la riduzione al minimo delle parti mobili:

Presa d'aria - grazie alla sua particolare geometria rallenta il flusso mediante urti obliqui (per ridurre quanto possibile le perdite di pressione totale).
Camera di combustione - dopo la presa dinamica l'aria è immessa in camera di combustione nella quale entra l'aria a velocità supersonica (contrariamente al ramjet ove la combustione è subsonica) e viene iniettato il combustibile (solitamente idrogeno) in modo che avvenga la combustione.
Non vi sono componenti mobili nel propulsore e in particolare non sono presenti le turbine dei motori turbofan o turbojet. Il problema delle turbine infatti risiede nella difficoltà che esse hanno di tollerare elevate temperature (vedi fenomeni di crepe).

Nel 2001 il velivolo X-43, appartenente al programma Hyper-X della NASA, e che includeva aereo e motore in una singola unità, ha compiuto il primo test di un motore scramjet. A causa degli estremi stress ipersonici e della necessità di ridurli con un'accuratissima messa a punto dell'aerodinamica, non c'era di fatto differenza funzionale fra aereo e motore. Il velivolo, lungo 3,5 metri e del peso di 1400 Kg, è stato progettato per minimizzare il peso fornendo allo stesso tempo la massima protezione termica. L'X-43 è stato in grado di resistere all'intenso calore generato dalla combustione e dalle onde d'urto causate dal moto ipersonico attraverso l'atmosfera.

Le ali, con un'apertura di soli 1,5 metri, erano costruite con una lega resistente alle alte temperature e i componenti strutturali e la superficie esterna erano una combinazione di titanio, acciaio e alluminio, ricoperti con le stesse piastrelle di protezione termica usate sullo space shuttle. Le ali, la coda e la prua del velivolo erano rinforzate con materiali compositi di fibre di carbonio, che diventavano più resistenti all'aumentare della temperatura. Il combustibile utilizzato è stato l'idrogeno gassoso, insieme con silano, un composto che brucia a contatto con l'aria, il cui compito è stato quello di innescare la combustione (come la scintilla della candela in un motore da automobile). I dati di volo sono stati forniti da oltre 500 strumenti a bordo del velivolo, che hanno misurato pressione, temperatura e sollecitazioni meccaniche.

La NASA ha montato l'X-43 su un razzo Pegasus modificato, battezzato Hyper-X Launch Vehicle (HXLV). L'X-43 e l'HXLV sono stati poi montati su un bombardiere B-52, che ha volato a Mach 0,5 a una quota di circa 6000 metri al largo della costa della California, vicino a Los Angeles. Da lì è stato lanciato il razzo Pegasus, che ha portato l'X-43 fino a Mach 7 a circa 30000 metri di quota nella stratosfera, dove infine è stato acceso il motore del velivolo sperimentale.

Il razzo e l'X-43 a questo punto si sono separati e quest'ultimo ha cominciato a volare da solo. Questa particolare manovra a velocità ipersoniche è stata la parte a più alto rischio dell'esperimento, in quanto i fattori aerodinamici non avevano mai potuto essere verificati prima di allora, a parte nelle simulazioni al calcolatore.

Alla separazione, l'X-43 aveva combustibile per circa 7 secondi. Una volta spento il motore, il veicolo ha eseguito una serie di manovre preprogrammate, in modo che fosse possibile studiarne la stabilità dei comandi, la portanza e l'attrito mentre decelerava perdendo quota. In totale il percorso è stato di circa 700 miglia nautiche ed è durato 12 minuti, terminando con uno ammaraggio a circa 480 Km/h. Anche a quella velocità il velivolo non si è distrutto nell'impatto con l'acqua, ma era comunque prevista la sua perdita, anche perché il fondale in quella zona raggiunge i 5000 metri.

I dati riguardanti le prestazioni, però, erano già stati raccolti. Durante il volo, un aereo P-3 ha registrato e trasmesso le misurazioni dell'X-43 a terra, mentre un altro P-3 e un F-18 hanno registrato un video del volo e un pallone meteorologico ha registrato la pressione e la temperatura atmosferica nella zona.

Questo esperimento è stato il primo di una serie di tre, con un secondo volo a Mach 7 effettuato alcuni mesi più tardi e un altro a Mach 10 avvenuto un anno dopo. Gli obiettivi erano di dimostrare che un veicolo spinto da uno scramjet poteva effettivamente volare e in seguito di usare i dati raccolti per ricalibrare i metodi di progettazione, inclusi gli esperimenti nella galleria del vento e le simulazioni al calcolatore.

Potenzialmente, un sistema del genere potrebbe assicurare un servizio passeggeri fra Washington e Tokyo in 2 ore. In realtà, anche le prime fra le applicazioni più probabili (missili militari leggeri che possano essere lanciati da posizioni lontane e sicure pur raggiungendo velocemente il bersaglio) sono ancora lontane da 5 a 15 anni. Per assistere al volo di uno scramjet nello spazio, poi, potrebbe essere necessario attendere ancora qualche decennio.





Fonte:wikipedia-nasa-aviationhistory

Non vedo l'ora che questa tecnologia diventi sicura e al servizio di tutti!!!

AURORA PILOT

Personalmente credo che questo tipo di propulsione ed aerei ipersonici
debbano attendere ancora parecchi anni per raggiungere standard elevati di sicurezza ed affidabilita' specialmente per il volo civile se mai ne saranno impiegati.

Si mi sa anche a me...purtroppo.
E ti lascio pensare ai costi esorbitanti di installazione e manutenzione! Penso non sia fattibile su larga scala, magari come già accade ora sarà usato per esperimenti o aerei top-secret ipersonici(vedi l'Aurora spy-plane).

AURORA PILOT

Sono del tuo stesso avviso,solo esperimenti segreti a scopo esclusivamente militare!