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
[Modificato da AURORA PILOT 14/04/2008 04:49]