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Dal carbone il combustibile per gli aerei ipersonici: l’ultima scoperta degli scienziati cinesi

 

Scienziati cinesi affermano di poter  ridurre i costi dei viaggi commerciali ipersonici con un motore che unisce all’aria ad altissima pressione un nuovo tipo di combustibile derivato dal carbon fossile e dall’etilene. 
In un test a terra, un dispositivo sperimentale che utilizzava la miscela a basso costo ha prodotto onde d’urto che viaggiavano a più di 2 km  al secondo, o sei volte la velocità del suono, hanno dichiarato i ricercatori in un articolo pubblicato nell’edizione del 15 settembre della rivista Acta Armamentarii della China Ordnance Society.
L’etilene è uno dei prodotti più abbondanti delle raffinerie di petrolio, mentre il carbone contribuisce attualmente alla produzione di elettricità in Cina più di qualsiasi altra fonte energetica.
L’alta densità energetica, la sicurezza e il basso prezzo della polvere di carbone le conferiscono un vantaggio unico nell’utilizzo come carburante per motori“, ha dichiarato il team, guidato dal professor Weng Chunsheng del laboratorio nazionale chiave di fisica transitoria dell’Università di Scienza e Tecnologia di Nanchino.
Secondo le informazioni riportate sul sito web dell’università, Weng e i suoi colleghi stanno sviluppando la tecnologia dei motori a detonazione per il programma ipersonico cinese, al fine di ottenere un volo fluido e a lungo raggio a Mach 7.
Il governo degli Stati Uniti ha sanzionato l’università, con sede nella provincia costiera orientale di Jiangsu, per aver intrapreso attività di ricerca con potenziale militare.
Il motore sperimentale a carbone utilizza un’esplosione supersonica per generare la spinta, soffiando sottili particelle di carbone – ciascuna delle dimensioni di un batterio – in una camera piena di ossigeno e accendendole con scintille elettriche. Lo shock iniziale, se abbastanza veloce, comprime l’aria e innesca altre esplosioni per creare una spinta potente e continua in avanti, hanno detto i ricercatori. Praticamente si tratta di una versione aggiornata e modernizzata di un motore sviluppato dalla Germania nella seconda guerra mondiale, il Pulsogetto, un motore a reazione che funziona senza parti mobili, ma solo con l’utilizzo della forza esplosiva del combustibile. Un’altra similitudine è nel fatto che i primi combustibili tedeschi per jet erano sintetici e derivati dagli scarti del carbone.

Pulsogetto Argus

Il motore sarà progettato per una serie di condizioni, dal decollo in aeroporto alla crociera ipersonica ad altitudini prossime allo spazio, rendendolo più efficiente degli scramjet e di altri motori ipersonici tradizionali che entrano in funzione solo quando sono già ad altissime velocità, hanno dichiarato i ricercatori.
Weng e il suo team hanno dichiarato che l’idea di utilizzare la polvere di carbone come carburante per i motori è stata ispirata dalle esplosioni delle miniere, che possono scatenare rapidamente un’enorme forza distruttiva.
Ma avviare un’esplosione in modo controllato è difficile. “L’accensione rimane una sfida importante”, ha scritto Weng. Ecco allora l’aggiunta dell’etilene, sostanza organica che  è in grado di risolvere questo problema. L’etilene si accende più facilmente delle particelle di carbone – che spesso non bruciano abbastanza rapidamente per ottenere un’esplosione – e lavora a stretto contatto con la polvere di carbone per innescare una catena di detonazioni.
Negli esperimenti a terra, il team di Weng ha testato la miscela di carbone ed etilene in condizioni difficili che potrebbero verificarsi durante un volo, come una carica elettrica inferiore al normale e un eccesso o una carenza di ossigeno.

Ovviamente questo motore ha potenzialità civili e militari enormi che dovrebbero preoccupare i produttori aeronautici degli altri paesi, oltre che le forze armate.


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