Reattori turbo ipersonici MHD Aurora

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Il segreto del volo ipersonico

Più velocemente vola un aereo, più deve salire e volare in crociera ad alta quota. Non è possibile volare a livello del suolo a un numero di Mach elevato, solo a causa dei vincoli meccanici dovuti alla pressione elevata. Oltre il Mach 3-3,5, il volo è possibile con i turbogetti (figura in alto a sinistra). A numeri di Mach più elevati, queste macchine rotanti non possono più essere utilizzate. Si può passare ai reattori a statore (a destra). Fino al Mach 6,5, si possono utilizzare i reattori a getto supersonico (sotto). Il bordo d'attacco è raffreddato con la circolazione di idrogeno liquido e ossigeno. Il mix brucia in una camera di combustione anulare a velocità supersonica.

Oltre il Mach 6,5 sembra difficile andare più veloci, a causa della temperatura molto elevata (causata dalla ricompressione dell'aria attraverso una forte onda d'urto). Alcuni anni fa, i russi hanno rivelato di aver avuto un progetto chiamato "Ajax", progettato per numeri di Mach molto elevati. Successivamente, troviamo due immagini prese in un tunnel a flusso ipersonico che mostrano i test di Ajax. Si osserva che la progettazione generale assomiglia ai disegni supposti rappresentare "Aurora" o il "progetto Aurora". Come si può vedere, la parte superiore di questi modelli è piatta.

Ajax con statore

Fraidstadt, il progettista di Ajax, ha dato un'informazione interessante e sorprendente. Questa macchina era destinata a volare a velocità ipersoniche con... turboreattori convenzionali. Inoltre, il volo era possibile se il sistema MHD era attivato. Ajax non è mai stato completato, a causa della mancanza di fondi in Russia. Aurora era l'"Ajax americano", basato sugli stessi concetti. A partire da questo, non è stato difficile, attraverso scambi con ricercatori americani coinvolti nel programma Aurora, scoprire il segreto di questa macchina volante. Il lettore lo scoprirà nella serie di figure seguente.

Nella prima figura, si trova la progettazione generale del "convertitore murale", inventato in diversi posti alla fine degli anni sessanta. Io personalmente ho sperimentato convertitori murali nel mio laboratorio negli anni settanta. Un insieme di conduttori elettrici lineari crea una geometria di campo magnetico abbastanza particolare, mostrata a destra, "periodica nello spazio". Questo campo è accoppiato a un insieme di elettrodi lineari. Se decidiamo di utilizzare questo convertitore MHD murale come acceleratore MHD murale, iniettiamo energia elettrica. Allora diventa facile vedere che l'apparecchio produce un campo di forza di Lorentz parallelo al muro (che agisce, ad esempio, nella zona limite).

D'altro canto, possiamo utilizzarlo come generatore MHD murale. Allora, la velocità V, combinata con il campo magnetico B, produce un campo elettrico indotto E = V × B. A alta quota, la densità dell'aria è abbastanza bassa e la conducibilità elettrica migliore che al livello del suolo. La macchina può produrre elettricità. Allo stesso tempo, la forza di Lorentz rallenta l'aria. La sua densità può essere aumentata abbastanza per permettere la combustione di un miscuglio aria-carburante in un normale turbogetto. L'ingresso normale (2) è chiuso. L'aria viene ammessa attraverso un nuovo ingresso situato sulla parte superiore dell'aereo (4). Abbiamo schematizzato le linee di Mach. Il numero di Mach diminuisce costantemente dalla sua elevata valore a un regime subsonico. Poiché l'energia cinetica del gas viene parzialmente convertita in elettricità, la sua temperatura rimane sufficientemente bassa. L'energia elettrica viene utilizzata per aumentare la velocità di espulsione in (5), utilizzando un acceleratore MHD murale. Tutto ciò implica ciò che oggi si chiama "bypass MHD". Si noti che un turbogetto convenzionale implica un "bypass meccanico": una parte dell'energia prodotta dalla combustione del carburante fossile viene trasferita alla parte anteriore della macchina, al compressore.

Si tratta semplicemente di una presentazione schematica di Aurora. Volando a 200.000 piedi, il suo generatore MHD funziona in condizioni a forte parametro di Hall, in modo che il campo elettrico di Hall trasversale sia elevato e possa essere utilizzato per creare una scarica elettrica estesa al bordo d'attacco della macchina. Questo cuscino di plasma protegge l'ala dagli effetti termici associati all'onda d'urto. Questo fenomeno è ora noto. Tutto ciò implica una grande conoscenza della fisica dei plasmi a due temperature, un settore completamente abbandonato in Europa all'inizio degli anni settanta. I plasmi a due temperature, combinati a valori elevati del parametro di Hall, subiscono un'instabilità violenta di Velikhov (che ha causato il fallimento completo dei programmi civili in molti paesi, fermati all'inizio degli anni settanta). Questo doveva essere risolto con soluzioni originali (stabilizzazione del plasma mediante effetto di confinamento magnetico) la cui descrizione esula dallo scopo di questo articolo.

In ogni caso, Aurora può decollare utilizzando i suoi quattro turbogetti. Successivamente, sale in regime supersonico. Quando raggiunge un'altitudine sufficiente, il sistema MHD viene attivato. Gli ingressi d'aria inferiori vengono chiusi e l'ingresso MHD aperto. La portanza è fornita dall'onda d'urto che si forma sotto la macchina, in modo che Aurora sia un "cavallo d'onda" a 6000 nodi. Ma, come spiegato da esperti americani, quando la macchina vola a 2.000.000 di piedi, i razzi convenzionali forniscono una spinta aggiuntiva, in modo che l'aereo diventi un orbiter a bassa quota (la sua portata diventa... infinita). Diventa un aereo di spionaggio perfetto, in grado di scattare ottime foto del suolo. Se necessario, la macchina può ruotare come il "Surfer d'Argento". È un orbiter pilotabile. Completamente circondato da plasma, è totalmente invisibile.

Non ha uno scudo termico. Il suo rientro nell'atmosfera avviene in modo completamente diverso. Aurora entra nell'atmosfera con un piccolo angolo e dissipa la sua energia cinetica utilizzando un insieme di generatori MHD murali cortocircuitati, in modo che l'energia venga dissipata principalmente attraverso processi radiativi. Entra nell'atmosfera come un "planatore MHD".

Attualmente, l'esercito americano cerca di nascondere questo segreto il più a lungo possibile. Vengono mostrati progetti pseudo-ufficiali al pubblico. Si dice che gli Stati Uniti "stiano riflettendo sul volo ipersonico". In realtà, gli ingegneri americani lo dominano da 12 anni!

Applicazioni civili.

Attualmente, Aurora è un aereo di spionaggio orbitale. Può decollare da una base situata negli Stati Uniti e circumnavigare la Terra in quattro ore. La durata della missione è più breve di una notte, quindi è molto raramente osservato e fotografato. Invisibile, non viene rilevato dai radar. In crociera solo in questa parte dello spazio, costituisce una "stazione di combattimento" per sistemi di energia diretta. Può attaccare sia satelliti che obiettivi situati a terra.

Visto da un altro punto di vista, Aurora è un lanciatore migliore delle normali razzi. Se utilizzato per iniettare moduli spaziali in orbita, permetterebbe un costo per chilogrammo molto più basso. Ma gli Stati Uniti preferiscono dedicare questa macchina intelligente a scopi militari.

Un bombardiere ipersonico a lungo raggio segreto.

Tutti conoscono il bombardiere B2. Ventidue sono basati a Whiteman, nel Missouri. Le autorità ufficiali affermano che il costo unitario dovrebbe essere di 2 miliardi di dollari. Quando un esperto osserva attentamente la macchina, non capisce perché il costo sia così elevato. Inoltre, si suppone che sia... subsonico. L'Aeronautica americana afferma che questo bombardiere può operare dagli Stati Uniti a distanze molto elevate: 30.000 miglia e tornare immediatamente alla base. Certo, questo implica diversi rifornimenti e un tempo di volo molto lungo. Un esperto noterà che il bombardiere B2 ha un equipaggio limitato a due piloti. Non c'è una cabina per riposare, a differenza del vecchio B-52, progettato per missioni lunghe. Ricordiamo che l'equipaggio del B-52 poteva essere composto da sei uomini. Durante missioni molto lunghe, tre si occupavano dell'aereo, mentre gli altri tre potevano riposare nella cabina.

Un B2 osservato vicino alla base di Edwards nel ottobre 1997. Non è una foto, ma un disegno realizzato da un testimone giornalista specializzato in aeronautica.

Queste luci al bordo d'attacco non possono corrispondere alla condensazione del vapore acqueo, il deserto del Mojave è molto molto secco. Le tre macchie ellittiche corrispondono alle lampade fissate al carrello d'atterraggio. Pensiamo che queste barre bianche corrispondano agli ingressi controllati dal MHD a bassa quota, come confermato in seguito dagli esperti della base di Edwards.

Dalla nostra osservazione, il famoso B2 non è... il vero. Quest'ultimo ha una progettazione simile (vedi sopra). La forma particolare delle sue ali è stata progettata per offrire una migliore stabilità durante l'atterraggio. Un buon esperto di meccanica dei fluidi può indovinare perché è progettata in questo modo. Ma la parte superiore è diversa. Il "vero B2" ha un'ala spessa, poiché i suoi quattro motori (convenzionali) sono collocati all'interno. Prima dei loro ingressi, troviamo il generatore murale MHD, che rallenta sufficientemente l'aria per permettere il volo ipersonico in aria molto rarefatta e a alta quota (200.000 piedi) con... turboreattori convenzionali. Velocità: 6.000 nodi.

Il "vero B2" è più sofisticato dell'aereo di spionaggio Aurora. Non è progettato per essere satellitato. Deve poter sostenere missioni a lungo raggio, quindi è stato progettato per annullare completamente l'onda d'urto. La superficie del bombardiere è completamente rivestita da convertitori MHD murali. Alcune parti funzionano come generatori, altre come acceleratori. L'insieme garantisce un controllo completo del flusso in ogni punto. La potenza della scarica modifica il valore locale della velocità del suono. La geometria delle due scariche ad alta tensione, nel punto di arresto e all'estremità del profilo, modifica il flusso, la resistenza e la larghezza relativa dell'ala. Non c'è un parabrezza, poiché non è più necessario. Come mostra la figura, il bombardiere ipersonico americano moderno è molto piatto, molto invisibile.

Può decollare da un aeroporto situato negli Stati Uniti, volare fino a Kabul e tornare in una sola notte.

Il bombardiere ipersonico rappresenta anche il futuro del trasporto civile, in grado di trasportare persone da New York a Tokyo in due ore.

Gli Stati Uniti possiedono droni ipersonici a bassa visibilità con prese d'aria simili. Le persone ingenui credono ancora che siano progettati per essere subsonici.

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