Hypersoar
Hypersoar
20 gennaio 2003 - aggiunta una nota il 25 maggio 2004
Fonte:
http://www.fas.org/man/dod-101/sys/ac/hypersoar.htm
FAS significa: Federation of American Scientists
Rete di analisi dei dati di carattere militare
Titolo:
HyperSoar: un aereo ipersonico con raggio d'azione illimitato
Di seguito, un'immagine artistica:
Rimuovi gli sbandamenti e hai... Aurora con il suo "culo di anatra".
Delle dimensioni di un B-52 (...) l'HyperSoar è un velivolo da ricognizione e attacco con raggio d'azione illimitato, nonché un bombardiere in grado di rilasciare il carico utile in qualunque punto del globo, operando a un'altitudine e a una velocità che lo rendono immediatamente al di fuori della portata di qualsiasi difesa. Può portare a termine la missione e tornare a posarsi sul territorio statunitense senza bisogno di rifornimento in volo. L'aeromobile può funzionare come drone oppure trasportare piloti e attrezzature speciali. Può volare a circa 6.700 miglia all'ora, cioè 12.000 km/h (Mach 10), contemporaneamente portando un carico utile circa due volte maggiore rispetto a un velivolo del medesimo peso al decollo. Il concetto "HyperSoar" implica uno stress termico inferiore rispetto a quello dei precedenti modelli di velivoli ipersonici, un problema che fino a oggi ha rappresentato un freno allo sviluppo di tali velivoli (muro del calore). Un aereo HyperSoar salirebbe e si sposterebbe a un'altitudine approssimativa di 130.000 piedi (55 km). Chiuderebbe quindi l'accesso ai motori mentre si muove sulla superficie al limite dell'atmosfera terrestre. Riaccendendo i motori alimentati dall'aria (come?) potrebbe compiere un nuovo balzo nello spazio, ripetendo questa operazione fino a raggiungere la destinazione. Si muoverebbe allora come un sasso che rimbalza sulla superficie dell'acqua. Una missione che partisse dal centro degli Stati Uniti verso l'Estremo Oriente (Giappone) richiederebbe circa 25 rimbalzi e rappresenterebbe un viaggio di un'ora e mezza.
L'angolo di incidenza del velivolo durante le fasi di salita e discesa sarebbe di soli cinque gradi. L'equipaggio sperimenterebbe un'accelerazione di un g e mezzo durante i rimbalzi, mentre si troverebbe in condizioni di microgravità nelle parti più alte della traiettoria. Questo tipo di accelerazione è molto moderato. Non arrecherebbe alcun disturbo ai passeggeri in un volo civile, né influirebbe sulle prestazioni dell'aeromobile come piattaforma di lancio o di inserimento in orbita. In realtà, le accelerazioni sperimentate dai passeggeri durante questi movimenti di rimbalzo sarebbero paragonabili a quelle provate da un neonato quando la madre lo culla, con la differenza che il movimento sarebbe cento volte più lento. Sebbene l'obiettivo di questo progetto sia quello di concepire un mezzo di trasporto civile (...) con buone garanzie di sicurezza, esiste anche un aspetto militare e di inserimento in orbita di carichi. Nella maggior parte dei progetti ipersonici finora considerati si prevedeva l'uso di razzi per portare i veicoli al confine dello spazio, da cui il velivolo avrebbe semplicemente planato verso la destinazione (il precursore di tali veicoli è l'antico X-15). In altri progetti si era pensato all'uso di motori a reazione per tentare di espellere la macchina dall'atmosfera. In tutti questi progetti, la difficoltà principale a cui si trovavano di fronte i progettisti era l'aumento della temperatura dell'aria allo stagnazione e sui bordi d'attacco. Un HyperSoar subirebbe una minore sollecitazione termica perché trascorrerebbe la maggior parte del tempo al di fuori dell'atmosfera terrestre. Secondo questo concetto di veicolo HyperSoar, il calore raccolto durante i soggiorni nell'atmosfera terrestre potrebbe essere parzialmente dissipato quando il veicolo si trova nel "freddo dello spazio";
Nota JPP: questo "freddo dello spazio" è tutto relativo. Al di fuori dell'atmosfera non c'è perdita di energia per conduzione. L'unica perdita possibile è per irraggiamento. A quote molto elevate lo spazio è invece "caldo" (2500°C), ma estremamente rarefatto. La conduzione non ha alcun ruolo.
Il sistema HyperSoar utilizza motori in cui un combustibile viene bruciato con l'aria aspirata. La maggior parte dei progetti di veicoli ipersonici si basava su razzi e non si prevedeva di raggiungere tali velocità, né si considerava questo tipo di movimento "a rimbalzi". I motori che utilizzano l'aria come comburente hanno rendimenti fondamentalmente superiori rispetto ai motori a razzo. Inoltre, l'HyperSoar utilizzerebbe il suo sistema propulsivo esclusivamente per fornire accelerazioni al veicolo, e non come propulsori in crociera. Ciò avrebbe l'effetto di semplificare tali dispositivi e ridurre i rischi tecnici. I Waveriders (velivoli che "cavalcano" la propria onda d'urto) sono progettati in modo tale che l'onda d'urto generata sia completamente attaccata al bordo d'attacco dell'ala, a un certo numero di Mach di volo considerato. Questa configurazione crea una zona di sovrappressione nel volume limitato dall'onda d'urto e dalla superficie dell'ala. Ne deriva una portanza con una resistenza d'onda relativamente bassa, cioè un'elevata efficienza aerodinamica. I veicoli del tipo Waverider permettono inoltre di creare un flusso d'aria uniforme a monte di un sistema di propulsione del tipo scramjet (motore a reazione con combustione ipersonica).
Nota JPP: le prestazioni annunciate per l'HyperSoar si avvicinano a quelle del veicolo Aurora. Il concetto aggiuntivo sviluppato, già menzionato nel mio libro, è quello del "volo per un susseguirsi di rimbalzi". Ma l'articolo scivola poi verso la disinformazione quando gli autori suggeriscono che il sistema propulsivo sia del tipo "Scramjet" e ignorano completamente la MHD:
Questa combinazione di configurazione Waverider e scramjet ha l'effetto di ridurre la lunghezza e il peso del motore, un obiettivo importante nella progettazione di un scramjet. Per questo velivolo spaziale americano il carburante scelto è l'idrogeno liquido, che fornisce un'alta energia specifica, una grande velocità di combustione e rappresenta un notevole serbatoio di calore. Prima di essere inviato alle camere di combustione, l'idrogeno liquido viene inviato in tutte le parti del veicolo sottoposte a forti sollecitazioni termiche. Il sistema HyperSoar è in studio da diversi anni (...) al Lawrence Livermore Laboratory (California) in collaborazione con la US Air Force e diverse agenzie governative. Il LLL ha inoltre assicurato la collaborazione dell'Università del Maryland per l'ottimizzazione della forma del veicolo e della sua traiettoria. Altre applicazioni potenziali del sistema HyperSoar riguardano il posizionamento di carichi in orbita. Studi dimostrano che i costi di inserimento in orbita potrebbero essere dimezzati (sono pienamente d'accordo su questo punto). Come mezzo di trasporto civile, un tale aeromobile potrebbe collegare due punti qualsiasi del globo in meno di due ore (cioè distanti fino a 20.000 km).
Distanza percorribile e carico utile dei diversi velivoli
*Si vede che...