Successo del prototipo X-51

[Maurice]

Ciao a tutti,

sembra che gli USA abbiano trovato la chiave di volta e che gli scramjet possano avere un futuro, l'X-51 ha dimostrato che i voli ipersonici con un esoreattore sono possibili!

Ha volato per la bellezza di 150 secondi ad una velocità di 6000km/h e circa 5M. L'obiettivo finale è di arrivare ad un volo di 300 secondi e raggiungendo 6 Mach.

 

Senza andare off-topic, vorrei anche sottolineare la "qualità" dell'articolo de La Repubblica: articolo "La Repubblica" vediamo chi trova più inesattezze!

Modificato 31 Maggio 2010 da Maurice

[wingrove]

Tecnicamente non so se vi sono inesattezze non sono un appassionato di scramjet io , però credo che sia proprio la parola "successo" a non essere indicata nella notizia.

Il waverider ha avuto un problema che non gli ha permesso di raggiungere la velocità max desiderata e con una durata inferiore del volo.

 

Visto che è già stato anticipato da Maurice, è da sottolineare che l'insuccesso sta nel fatto che l'X-51 doveva essere l'esperimento finale da Mach6.

Modificato 31 Maggio 2010 da wingrove

[TORNADO23]

Ciao a tutti,

sembra che gli USA abbiano trovato la chiave di volta e che gli scramjet possano avere un futuro, l'X-51 ha dimostrato che i voli ipersonici con un esoreattore sono possibili!

Ha volato per la bellezza di 150 secondi ad una velocità di 6000km/h e circa 5M. L'obiettivo finale è di arrivare ad un volo di 300 secondi e raggiungendo 6 Mach.

 

Senza andare off-topic, vorrei anche sottolineare la "qualità" dell'articolo de La Repubblica: articolo "La Repubblica" vediamo chi trova più inesattezze!

Ma questi Scramjet per che cosa verranno utilizzati?

Modificato 31 Maggio 2010 da TORNADO23

[meason]

nell'articolo di repubblica c'è scritto tutto:"La speranza dei militari è quella di poter avere razzi che utilizzino poco carburante nei loro trasferimenti e che, quindi, potranno trasportare una quantità superiore di armi a parità di velocità. Un missile cruise così concepito potrebbe coprire 1.000 km in un quarto d'ora e quindi essere utile per attacchi a grandi distanze. Per le società civile invece la speranza è quella di costruire aerei in grado di uscire dall'atmosfera terrestre e avere così a disposizione navette spaziali riutilizzabili, anche se, molto probabilmente, avranno comunque bisogno del supporto di razzi per poter superare la gravità terrestre."

l'unica inesattezza credo sia che, in fin dei conti, tutti i motori a reazione risucchiano l'aria, no?

[windsaber]

1) un esoattore non è un razzo

2) come diceva meason deve comunque risucchiare aria (a meno che non se la portino appresso; sarebbe per l'appunto un razzo)

3) se cominciano a utilizzarlo per voli commerciali su larga scala (suppongo si intenda a decollo e salita orizzontale) se non vi dispiace cambio pianeta, ok?

[TanKillerQueen]

non tutti i motori a reazione risucchiano l'aria....per motori a reazione intendiamo dei motori che causano il movimento del velivolo (in questo caso) per reazione sfruttando il 3° principio della dinamica (ad es. il rinculo di una pistola). Questo effetto si ha bruciando combustibile e comburente e, espellendo il fluido ad elevate velocità da un ugello sagomato in base alla velocità di efflusso dei gas combusti, causa il movimento della macchina.

 

La differenza tra i vari motori a reazione è il modo in cui la macchina si "procura" il comburente, ossia l'aria, anzi l'ossigeno.

 

Per quanto riguarda gli esoreattori, essi utilizzano l'aria proveniente dall'esterno prelevata dalle prese d'aria per dare la combustione insieme al comburente (credo sia sempre Kerosene anche nel caso dell' X-51)...esoreattori sono i turbogetti, i turbofan, i turboelica, propfan, contrafan, scramjet autoreattori e pulsoreattori.

 

Per quanto riguarda gli endoreattori sono invece motori che contengono già al loro interno combustibile e comburente, quindi ossigeno (credo) e kerosene (credo), e danno luogo alla combustione, perciò gli endoreattori (cioè i motori a razzo) non hanno bisogno di una presa d'aria che causerebbe un aumento del coefficiente di resistenza.

 

[windsaber]

Per quanto riguarda gli endoreattori sono invece motori che contengono già al loro interno combustibile e comburente, quindi ossigeno (credo) e kerosene (credo)

io sapevo che na volta utilizzavano mix vari, ad esempio nitrato d'ammonio e nitroglicerina, per fare poco fumo, o il classico idrogeno +ossigeno (che è un tantino pericoloso però), adesso non so.

8)

[Pier59]

Come si legge dai post precedenti, l'articolo di Repubblica linkato è l'esempio lampante di come la stampa italiana sia di scarsa qualità per dire un eufemismo, il nostro settore è sicuramente molto ostico da trattare quindi, per i giornali che ogni giorno hanno l'esigenza di riempire delle pagine, è spesso più facile dare voce ai csedicenti esperti molto facili da trovare ed estremamente loquaci, piuttosto che coinvolgere tecnici o esperti veri che causa le implicazioni delle loro eventuali affermazioni sono molto restii a fare interventi senza essere suffragati da dati ben precisi. Questo fenomeno è maggiormente visibile in occasione di eventi straordinari o incidenti di qualsiasi gravità; possibile che quando si parla di un esperimento (X-51 non è altro che quello) ci sia il solito ben informato che immediatamente preconizza voli spaziali, voli commerciali da fantascienza ecc. possibile che non abbiano fatto verificare l'articolo ad un qualsiasi prof. di fisica o di meccanica delle scuole superiori che immediatamente avrebbe rettificato alcune (molte) parti di quell'articolo; non voglio colpevolizzare Repubblica, ma tutta la stampa in generale (oggi è toccato a Repubblica solo casualmente), poi non lamentiamoci se per la persona "comune" il settore aeronautico è territorio di guerrafondai, scienziati pazzi, spericolati personaggi drogati di adrenalina!!!

 

Ok basta non voglio rimanere a lungo OT, occorre però chiarire cosa sono le due macrofamiglie di motori a reazione Endoreattori ed Esoreattori, perchè mi pare che ci sia un po' di confusione.

 

Cominciamo da questi ultimi, dicasi Esoreattore qualsiasi propulsore in grado di accelerare un flusso d'aria o di gas per mezzo di una combustione dove il carburante viene fornito mentre il comburente (nel nostro caso è anche ossidante) è prelevato dalla atmosfera, tutti i turbomotori per uso aeronautico appartengono a questa famiglia con l'esclusione delle turboeliche e del settore elicotteristico dove la spinta per reazione è trascurabile. Rapidamente piccolo ripassino: un turbogetto è una macchina che viene alimentata da aria in ingresso dalla presa d'aria (o presa dinamica), comprime tale aria a mezzo di un compressore a più stadi (più serie di turbine), brucia il carburante (di solito kerosene) fornito in apposite camere di combustione dove viene iniettato nella massa di aria compressa (quindi ricca di ossigeno) che incendiandosi aumenta enormemente di volume uscendo ad una velocità superiore rispetto a quella di entrata trascinando di conseguenza in rotazione una o più turbine immerse nel getto collegate a loro volta al sistema di compressione rendendo il ciclo perpetuo.

 

Ora veniamo a noi: oltre ai motori a turbina esistono altre forme di motori a reazione concettualmente più semplici ma con caratteristiche molto particolari e precisamente i Ramjet (in italiano statoreattori) e gli Scramjet, vediamo cosa sono:

 

I Ramjet sono motori dove la compressione dell'aria è dovuta alla velocità e non da un sistema di compressori a più stadi, infatti l'aria entra dalla presa dinamica a velocità supersonica, viene rallentata a velocità altosubsonica con l'ausilio di condotti che hanno geometrie adatte allo scopo e valvole di bypass., (la compressione viene garantita dalla spinta dovuta alla velocità), di seguito si inietta in opportune camere di combustione il carburante di solito kerosene od anche idrogeno per le velocità più alte, dove si incendia la miscela, si provvoca una forte espansione e relativa espulsione dei gas a forte velocità, questi motori funzionano solo ad alte velocità (comunque superiori a mach 1), non possono funzionare a velocità subsoniche e hanno un range operativo sino a mach 6 tale limite è causato più che dalla resistenza dei materiali alle elevate temperature (grazie agli effetti di ionizzazione dell'aria che assorbono calore), dall'elevata temperatura di ingresso in camera di combustione, la quale non permetterebbe un salto di temperatura sufficiente ad accelerare ulteriormente il getto pena la fusione del motore stesso. Questo tipo di motore viene utilizzato in missili evoluti, missili da crociera dove l'accelerazione è garantita da un booster a combustibile solido ed una volta raggiunta la velocità critica il motore ramjet garantisce la spinta diventando autonomo. Un esempio particolare è dato dal famoso Lokeed SR-71 Blackbird, dove un motore ramjet era costruito attorno ad un motore turbogetto, quindi si poteva considerare un motore a due stadi dove il primo stadio accelerava l'aeromobile sino alla velocità in cui il ramjet poteva funzionare, poi aprendo e chiudendo appositi portelli si avviava il processo ramjet che spingeva il velivolo sino a velocità di mach 3, tale motore della Prat & Witney j58 è l'unico esempio di motore a ciclo combinato.

 

Gli Scramjet (Supersonic Combustion Ramjet) sono concettualmente simile al Ramjet con la sola differenza (scusate se è poco) che la velocità dell'aria all'interno del motore, e quindi della combustione, è supersonica!!! Immaginate che cosa voglia dire in termini di progettazione la sola gestione delle onde d'urto, l'effetto indesiderato dell'aumento di temperatura per questo tipo di motori è stato risolto con l'utilizzo di materiali di sintesi di tipo ceramico, ma si è aperta un'altra sfida e cioè come riuscire ad iniettare il carburante a velocità così elevate da farlo bruciare in tempi rapidissimi si parla di millisecondi, la tecnologia di gestione e controllo di tutto ciò è un segreto militare assolutamente inaccessibile. Le prestazioni di tale motore sull'esperimento del X-51 (si si tratta di uno scramjet) hanno consentito di raggiungere una velocità di circa mach 5.6, mantenendola per 150 secondi, l'accelerazione alla velocità di funzionamento del motore (superiore a mach 4.5) è stata ottenuta con un razzo a combustibile solido (credo un Pegasus modificato) correggetemi se sbaglio, poi la cosa più importante è stata che esaurita la spinta del booster, l' X-51 ha continuato ad accelerare sino a Mach 5.6 permettendo di verificare il corretto funzionamento di tutti i componenti del motore. La velocità raggiunta è da considerarsi come limite inferiore dell' inviluppo di funzionamento dello Scramjet, in quanto teoricamente questi motori potrebbero funzionare a velocità superiori a mach 20.0 (ammettendo che debbano spingere qualcosa che possa resistere a tali temperature). Ulteriori informazioni sono comunque difficili da reperire in quanto su questo argomento esiste il segreto più assoluto.

Tutta la famiglia degli Esoreattori può funzionare solo nell'atmosfera, se non c'è comburente (ossidante) il motore non può funzionare non essendoci una combustione.

 

Gli Endoreattori invece sono tutti quei propulsori che trasportano sia il comburente che il carburante, sono tutti i sistemi di trasporto studiati per funzionare nello spazio, si dividono in due famiglie, motori a combustibile liquido e motori a combustibile solido, generalmente i primi si utilizzano quando è necessario modulare la spinta o eseguire più accensioni, mentre i secondi una volta accesi non si possono più spegnere e vengono utilizzati per generare una fortissima spinta di sollevamento come booster da sganciare una volta esauriti, tutti i vettori moderni sono in pratica degli ibridi (vedi Ariane e Shuttle) dove la spinta di decollo viene fornita dai booster a combustibile solido, questi sollevano il sistema ad una quota comunque suborbitale, quindi vengono sganciati ed in genere recuperati, il resto del sistema continua l'immissione in orbita con i motori a combustibile liquido, infatti la delicatezza di tale operazione costringe il sistema spaziale a diverse accensioni e spegnimenti con l'ulterire necessità di modulare la spinta relativa dei propulsori.

I primi sistemi missilistici erano prettamente a combustibile liquido, le V2 tedesche utilizzavano benzina assieme a perossido di idrogeno (acqua ossigenata) come comburente per non avere combustibili criogenici, negli anni 60 si utilizzava l'ossigeno liquefatto assieme al kerosene per i primi stadi, mentre sugli stadi superiori si utilizzava idrogeno e ossigeno liquidi, in seguito con il progredire della chimica, si misero a punto combustibili solidi che permettevano una gestione del lancio estremamente più semplice e sicura.

 

Se qualcuno vuole correggere inevitabili inesattezze causate dalla necessità di semplificare una materia che non è semplice (mica sono un giornalista) per fare chiarezza è il benvenuto.

A presto.

[Pier59]

Attenzione!!! Con il nitrato di ammonio e la nitroglicerina non ottieni un propellente, ma una bomba!!!

 

io sapevo che na volta utilizzavano mix vari, ad esempio nitrato d'ammonio e nitroglicerina, per fare poco fumo, o il classico idrogeno +ossigeno (che è un tantino pericoloso però), adesso non so.

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