Da Londra a New York in un'ora

Tra pochi anni sarà possibile grazie a nuovi aeroplani supersonici con motori a reazione e ali lisce in grado di ridurre l’attrito con l’aria. Buone notizie anche per i treni: viaggeranno a 1.200 chilometri orari. Così da Roma a Milano ci vorranno solo 25 minuti.
di Rossana Rossi

Progetti miliardari stanno affacciandosi in un campo perennemente in evoluzione come l’aeronautica. In un mondo che va sempre più di fretta, il futuro ci prospetta nuovi rivoluzionari mezzi in grado di viaggiare a una velocità superiore a Mach 1, quella cioè che segna il confine del mitico muro del suono. Per riuscirci gli ingegneri stanno mettendo a punto avanzate tecnologie di propulsione, nuovi materiali e forme innovative. Il primo aereo di questa nuova generazione promette di essere Aerion AS2, il jet supersonico che sarà costruito a Reno, nello stato del Nevada, e sarà destinato a prendere il posto del vecchio Concorde, ritirato nel 2003. Grazie all’accordo di collaborazione tra l’europeo Airbus Group e la società aerospaziale statunitense Aerion, molto attiva nella produzione di velivoli supersonici, sarà possibile ridurre drasticamente le ore di volo, volando alla sorprendente velocità di 1.900 km orari, quasi due volte quella dei comuni jet commerciali.
A renderlo capace di tali prestazioni sono le ali a flusso laminare, particolarmente lisce e sottili in modo da opporre meno resistenza all’aria. Aerion spera di iniziare i voli di prova entro il 2019, ma per la commercializzazione bisognerà attendere il 2021. Per il trireattore da 12 posti in fibra di carbonio composita, con motori posti in coda, il costo si aggirerà sui 100 milioni di dollari.

La gara per i cieli
Airbus ha in cantiere un progetto ancora più ambizioso. L’estate scorsa, infatti, ha depositato negli Stati Uniti il brevetto di un aereo dal nome provvisorio di Ultra-Rapid Air Vehicle. Capace di superare di 4,5 volte la velocità del suono, consentirà di volare da Londra a New York in appena un’ora. Il futuro jet ipersonico, che potrà operare da normali aeroporti, sarà spinto da una combinazione di motori: due jet convenzionali attaccati alla fusoliera, due motori a razzo sulla coda e due statoreattori sotto le ali. Una volta raggiunta la velocità di Mach 1, i jet vengono spenti e fatti rientrare nella fusoliera. Nello stesso istante entrano in azione i motori a razzo, che lo fanno impennare quasi in verticale fino a raggiungere la quota di crociera di 35 km. A questo punto, spenti i razzi, l’aereo procede in volo orizzontale sospinto dagli statoreattori, che lo fanno accelerare fino a una velocità massima di 5.480 km orari.

Anche il Centro aerospaziale tedesco sta lavorando a un progetto simile chiamato Spaceliner, che promette però velocità ben maggiori. Il sistema si avvale di due elementi: un razzo riutilizzabile per la spinta iniziale e un veicolo orbitante capace di ospitare un centinaio di passeggeri. La propulsione avviene tramite l’utilizzo di idrogeno liquido e ossigeno, risultando quindi totalmente ecologica. Sospinto dal razzo vettore, il velivolo salirà in 10 minuti fino a un’altitudine di 80 km, al limite dell’atmosfera terrestre. Una volta in quota, sganciato il vettore, inizierebbe in autonomia il suo viaggio verso la destinazione, spinto da propri propulsori fino alla spaventosa velocità di 25mila km orari per poi atterrare come un aereo normale. Risultato? Raggiungere l’Australia dall’Europa in 90 minuti. I progettisti sono fiduciosi di poter iniziare il servizio prima del 2050, a patto però di trovare i 33 miliardi di dollari necessari.

 

Il treno che “vola”
Per chi ha paura di volare la soluzione si chiama Hyperloop, un treno ultraveloce in grado di raggiungere i 1.200 km orari, coprendo una distanza come quella fra Roma e Milano in soli 25 minuti. L’idea è del sudafricano Elon Musk, l’imprenditore della Silicon Valley che ha fondato PayPal, SpaceX e Tesla, l’azienda che produce innovative auto elettriche. Pensato per collegare Los Angeles a San Francisco, Hyperloop è una capsula che si libra sospesa in un tubo d’acciaio svuotato d’aria che, così come per un aereo in alta quota, incontra meno resistenza. L’aria rimanente di fronte alla capsula viene convogliata verso la parte posteriore del tubo utilizzando un compressore, il che consente di raggiungere velocità incredibili con pochissimo consumo di energia elettrica. Il tubo verrebbe montato su piloni in cemento armato, distanti 30 metri l’uno dall’altro dotati di ammortizzatori a prova di terremoto. Il sistema sarà autosufficiente grazie all’impiego di pannelli solari ad alta efficienza: installati sulla parte superiore dei tubi per tutto il loro percorso, genereranno più energia di quella necessaria, immagazzinando elettricità per far funzionare il treno 24 ore al giorno, 7 giorni a settimana. Costo dell’impresa circa 6 miliardi di dollari, molto meno di quanto previsto dal  progetto per l’alta velocità in California, stimato in 68 miliardi di dollari.

 

Tutti i dettagli
Un vagone del treno Hyperloop, in grado di percorrere tratte di 600 chilometri (come per esempio Milano-Roma) in soli 25 minuti. Ai fini di ridurre l’attrito e di aumentare la velocità, il compressore sulla parte frontale del vagone ha il compito di aspirare l’aria che si accumula in corsa, comprimerla e passarla al radiatore, che la raffredda e la espelle in gran parte. La rimanente è inviata al secondo compressore, che la indirizza ai pattini di scorrimento sottostanti. Qui essa forma una sorta di cuscino ammortizzatore che dà stabilità al treno, azzerando ogni scossa. Le ruote sono usate solo in partenza e all’arrivo del treno, mentre in corsa stanno ritratte, lasciando sporgere le lame in alluminio. Scorrono tra due file di elettrocalamite che fungono da acceleratore.

Sottomarini come siluri
In Cina, invece, gli ingegneri dell’Harbin Institute of Technology affermano di aver progettato un sottomarino in grado di solcare gli oceani a 5.800 km orari grazie a una tecnologia impiegata già da tempo per sparare i siluri.

 

Si tratta della supercavitazione, un fenomeno che si verifica quando le bolle prodotte dal movimento di un oggetto nell’acqua si uniscono tra di loro formando un’unica bolla più lunga dell’oggetto stesso: un “guscio” d’aria che consente di ridurre notevolmente l’attrito. Il fulcro del progetto consiste in una bolla creata a prua del sottomarino di forma conica e mantenuta da un’iniezione di gas. Capace via via di estendersi intorno allo scafo, lo renderebbe velocissimo.

Il lavoro degli scienziati cinesi si basa su quello svolto dai ricercatori sovietici durante la Guerra Fredda. Essi riuscirono a produrre dei siluri a cavitazione, gli Shkval, molto veloci (fino a 370 km/h) ma utilizzabili soltanto su brevi distanze (tra gli 11 e i 15 km) e, soprattutto, impossibili da “guidare”: una volta lanciati, la rotta non poteva essere cambiata. Il professor Li Fengchen ha spiegato al South China Morning Post di aver trovato la soluzione per consentire a un sottomarino a supercavitazione di virare.

Una volta che il sottomarino è entrato in supercavitazione, la membrana funge da “timone”: può infatti essere dosata con precisione per creare diversi livelli di frizione sulle diverse parti del vascello, permettendogli in tal modo di virare. Sulla superficie esterna viene continuamente spruzzata una membrana liquida che, a basse velocità, aiuta a ridurre la resistenza dell’acqua. Per attivare la supercavitazione, infatti, occorre raggiungere per lo meno i 75 km/h (operazione che già pone delle sfide).







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