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Possibilità di volare a 5000 miglia orarie!

INGEGNERIA E TECNOLOGIAPossibilità di volare a 5000 miglia orarie!

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 che può raggiungere supersonico velocità nell'intervallo da Mach 5 a Mach 7, che è di circa 3,800-5,370 miglia all'ora. Le velocità ipersoniche sono velocità "super" supersoniche (che sono Mach 1 e superiori). I ricercatori dell'Accademia cinese delle scienze di Pechino hanno testato con successo il loro "I Plane" (che ricorda la "I" maiuscola se visto di fronte e ha anche un'ombra a forma di "I" quando vola) all'interno di una galleria del vento a queste velocità e affermano che un tale ipersonico piano avrebbe bisogno solo di un "un paio d'ore" per viaggiare da Pechino a New York, quando un volo di una compagnia aerea commerciale impiega attualmente un minimo di 14 ore per coprire questa distanza di 6,824 miglia. Se confrontato con l'aereo esistente, il Boeing 737, la portanza dell'aereo I era di circa il 25 percento, ovvero se un aereo 737 aveva una capacità di trasportare fino a 20 tonnellate o 200 passeggeri, l'aereo I della stessa dimensione poteva trasportare 5 tonnellate o circa 50 passeggeri. L'idea di un aereo ipersonico utilizzato come velivolo commercializzato esiste da tempo e la corsa per essere i primi ad utilizzarlo è già iniziata.

Questa ricerca, pubblicata in Scienza Cina Fisica, Meccanica e Astronomia, ha riportato alla ribalta il tema degli aeroplani ipersonici. Durante i test e le valutazioni e sperimentazioni aerodinamiche, i ricercatori hanno ridimensionato il modello dell'aereo all'interno di una galleria del vento appositamente progettata. Si è visto che le ali dell'aereo I lavorano bene insieme per ridurre la turbolenza e la resistenza mentre aumentano continuamente la capacità di portanza complessiva dell'aereo. La portanza nella terminologia aeronautica si riferisce alla forza aerodinamica meccanica che si oppone direttamente al peso totale di un aereo e quindi tiene l'aereo in aria. Questa portanza è generata da ogni parte dell'aereo, ad esempio nella maggior parte degli aerei commerciali questa portanza è generata esclusivamente dalle sue ali. La capacità di sollevamento di un aereo è molto importante per mantenerlo stabile in aria. E trascinamento e turbolenza (causati dal calore, dalla corrente a getto, volante sulle montagne, ecc.) sono fondamentalmente le forze aerodinamiche che si oppongono al movimento dell'aereo nell'aria. Quindi, l'idea centrale è mantenere una portanza elevata e costante e ridurre la resistenza e gli effetti della turbolenza. Gli autori hanno persino spinto il piano del modello a sette volte la velocità del suono (343 metri al secondo o 767 miglia all'ora) e con loro grande gioia ha fornito prestazioni costanti, con elevata portanza e bassa resistenza. Il design dell'aereo includeva ali inferiori che si estendono dal centro della fusoliera come un paio di braccia che si abbracciano. E una terza ala piatta, a forma di pipistrello, si estende nel frattempo sul retro dell'aereo. Pertanto, grazie a questo design, il doppio strato di ali lavora insieme per ridurre la turbolenza e la resistenza a velocità estremamente elevate, aumentando al contempo la capacità di sollevamento complessiva dell'aeromobile.

Anche i principali paesi, tra cui la Cina e gli Stati Uniti, stanno sviluppando armi ipersoniche e un veicolo ipersonico che potrebbe essere citato in giudizio dai militari come sistema di difesa. Questo è molto confidenziale e per non dire altamente discutibile a causa dei limiti imprevisti che tali dispositivi ipersonici potrebbero raggiungere. La Cina punta anche a un futuro aereo ipersonico che includerà una galleria del vento in grado di produrre velocità fino a Mach 36, rendendolo il più veloce mai. Questo può essere un punto di svolta e tutti questi sviluppi stanno davvero scuotendo le cose nella comunità 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.

***

{Puoi leggere il documento di ricerca originale facendo clic sul collegamento DOI indicato di seguito nell'elenco delle fonti citate}

Fonte (s)

Cui et al. 2018. Configurazioni aerodinamiche a forma di I ipersoniche. Science China Fisica, Meccanica e Astronomia. 61(2). https://doi.org/10.1007/s11433-017-9117-8

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