La Cina ha testato con successo un aereo a reazione ipersonico che potrebbe ridurre il tempo di viaggio di quasi un settimo.
La Cina ha progettato e testato un aereo ultraveloce in grado di raggiungere velocità ipersoniche comprese tra Mach 5 e Mach 7, ovvero tra 3,800 e 5,370 miglia orarie. Le velocità ipersoniche sono velocità "super" supersoniche (pari o superiori a Mach 1). I ricercatori dell'Accademia cinese delle scienze di Pechino hanno testato con successo il loro "I Plane" (che ricorda la lettera "I" maiuscola vista frontalmente e proietta un'ombra a forma di "I" durante il volo) all'interno di una galleria del vento a queste velocità e affermano che un aereo ipersonico di questo tipo impiegherebbe solo "un paio d'ore" per percorrere la distanza tra Pechino e New York, mentre un volo di linea commerciale impiega attualmente almeno 14 ore per coprire questa distanza di 6,824 miglia. Rispetto all'attuale Boeing 737, la capacità di carico dell'I-Plane era pari a circa il 25%, ovvero, se un Boeing 737 poteva trasportare fino a 20 tonnellate, o 200 passeggeri, l'I-Plane delle stesse dimensioni poteva trasportarne 5 tonnellate, ovvero circa 50 passeggeri. L'idea di un aereo ipersonico utilizzato come velivolo commerciale esiste da tempo e la corsa per essere i primi a utilizzarlo è già iniziata.
Questa ricerca, pubblicata su Science China Physics, Mechanics & Astronomy , ha riportato alla ribalta il tema degli aerei ipersonici. Durante i test, le valutazioni aerodinamiche e le sperimentazioni, i ricercatori hanno riprodotto in scala ridotta il modello dell'aereo all'interno di una galleria del vento appositamente progettata. È stato osservato che le ali dell'I-Plane lavorano in sinergia per ridurre la turbolenza e la resistenza aerodinamica, aumentando al contempo la capacità di portanza complessiva dell'aereo. In gergo aeronautico, la portanza si riferisce alla forza aerodinamica meccanica che si oppone direttamente al peso totale di un aereo e che quindi lo mantiene in volo. Questa portanza è generata da ogni parte dell'aereo; ad esempio, nella maggior parte degli aerei commerciali, è generata esclusivamente dalle ali. La capacità di portanza di un aereo è fondamentale per mantenerlo stabile in volo. La resistenza aerodinamica e la turbolenza (causate dal calore, dalle correnti a getto, dal sorvolo di montagne, ecc.) sono fondamentalmente le forze aerodinamiche che si oppongono al movimento dell'aereo in aria. Pertanto, l'obiettivo principale è mantenere una portanza elevata e costante, riducendo la resistenza aerodinamica e gli effetti della turbolenza. Gli autori hanno persino spinto il modello a sette volte la velocità del suono (343 metri al secondo, ovvero 767 miglia orarie) e, con loro grande soddisfazione, il velivolo ha fornito prestazioni costanti, con elevata portanza e bassa resistenza. Il progetto del velivolo prevedeva ali inferiori che si estendevano dal centro della fusoliera come un paio di braccia che si abbracciavano. Una terza ala piatta, a forma di pipistrello, si estendeva invece sulla parte posteriore dell'aereo. Pertanto, grazie a questa configurazione, il doppio strato di ali lavorava in sinergia per ridurre la turbolenza e la resistenza aerodinamica alle altissime velocità, aumentando al contempo la capacità di portanza complessiva del velivolo.
Importanti paesi, tra cui Cina e Stati Uniti, stanno sviluppando armi ipersoniche e un veicolo ipersonico che potrebbe essere utilizzato dai militari come sistema di difesa. Si tratta di progetti altamente riservati e, per non dire, molto controversi, a causa dei limiti imprevedibili che tali dispositivi ipersonici potrebbero raggiungere. La Cina punta anche a un futuro aereo ipersonico dotato di una galleria del vento in grado di raggiungere velocità fino a Mach 36, rendendolo il più veloce mai realizzato. Questo potrebbe rappresentare una vera svolta e tutti questi sviluppi stanno davvero rivoluzionando la comunità scientifica che si occupa di ricerca ipersonica.
Sfide tecnologiche
Questo studio, attraverso il suo design aerodinamico, ha affrontato con successo i problemi che erano affrontati dai precedenti modelli di aerei ipersonici, tuttavia il vero successo sarebbe stato ottenuto spostandolo dalla fase concettuale a quella reale. Veicoli ipersonici noti in precedenza che sono stati sviluppati in tutto il mondo sono rimasti bloccati nella fase sperimentale a causa delle varie sfide tecnologiche che sono esistite e di fatto esistono ancora. Ad esempio, qualsiasi aereo che viaggia a velocità ipersonica genererà un calore enorme (possibilmente superiore a 1,000 gradi Celsius) e questo calore dovrà essere isolato o disperso in modo efficiente o potrebbe rivelarsi fatale per la macchina e i suoi vettori. Questo problema è stato adeguatamente affrontato molte volte, ad esempio utilizzando materiali resistenti al calore e anche un sistema di raffreddamento a liquido integrato per espellere il calore - ma tutto ciò è tecnicamente dimostrato solo in fase sperimentale. Questi test devono passare dalla galleria del vento ad un campo aperto (cioè setup sperimentale ad un ambiente reale). Tuttavia, questo è uno studio esaltante e potrebbe aprire la strada al futuro della tecnologia ipersonica.
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Fonte (s)
Cui et al. 2018. Configurazioni aerodinamiche ipersoniche a forma di I. Science China Physics, Mechanics & Astronomy. 61(2). https://doi.org/10.1007/s11433-017-9117-8
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