La Cina testa un motore “mutaforma” (ACE): Più veloce (Mach 4) e più efficiente degli USA?

Sembra che dalla Cina, e precisamente dall‘Istituto di Termofisica Ingegneristica, arrivi la notizia di un test su un nuovo “motore a ciclo adattivo” (ACE). In termini semplici, si tratta di un motore jet di nuova generazione capace di “cambiare respiro” e adattare il suo funzionamento interno a seconda delle condizioni di volo.

Le affermazioni, presentate durante una conferenza accademica nazionale (un dettaglio da non sottovalutare), sono notevoli. Si parla di un funzionamento efficiente dal decollo fino a Mach 4 (circa quattro volte la velocità del suono).

Ma i dati che fanno davvero riflettere sono quelli sulla performance:

• Una spinta superiore dal 27% al 47% rispetto ai motori attuali della stessa classe.
• Una riduzione del consumo di carburante di circa un terzo (i dati della conferenza citano un -37,5%).

Se queste cifre fossero confermate da test indipendenti, il nuovo motore cinese surclasserebbe qualsiasi propulsore statunitense attualmente noto, inclusi i sofisticati GE XA100 e Pratt & Whitney XA101, sviluppati (con grande spesa) per i caccia F-35.

Illustrazioni originali dell’ACE

Il trucco del “Ciclo Adattivo”

Perché questi motori sono così importanti? I motori a reazione tradizionali, siano essi turbofan o turbojet, vivono di un compromesso ingegneristico:

• I Turbofan (come quelli degli aerei di linea) sono efficienti a basse velocità e quote, ma perdono potenza in alto e ad alta velocità.
• I Turbojet (come quelli dei vecchi caccia) sono potenti ad alta velocità, ma consumano enormità di carburante a bassa andatura.

Un motore ACE, invece, è un motore “intelligente” che si trasforma. Elimina questo compromesso adattando dinamicamente i flussi d’aria interni.

• A bassa velocità (decollo, volo subsonico): Apre condotti di bypass aggiuntivi, agendo come un efficiente e silenzioso turbofan.
• Ad alta velocità (combattimento, supersonico): Chiude i bypass e devia più aria nel nucleo di combustione, agendo come un potentissimo turbojet.

L’asso (ACE) nella manica di Pechino

Qui arriva il dettaglio tecnico che differenzierebbe il progetto cinese. Mentre gli attuali prototipi americani (come l’XA100) utilizzano un sistema a doppio bypass (due flussi d’aria), il motore cinese ne introdurrebbe un terzo.

Questo terzo flusso di aria più fresca non è un dettaglio da poco, in quanto permetterebbe:

• Migliore gestione termica: Fondamentale per assorbire il calore in eccesso prodotto dall’elettronica di bordo o dai rivestimenti stealth.
• Maggiore “invisibilità” (Stealth): Abbassando la temperatura dei gas di scarico, si riduce drasticamente la firma a infrarossi (IR) del velivolo, rendendolo più difficile da tracciare per i sensori nemici.
• Efficienza aerodinamica: Migliora il recupero della pressione in ingresso e riduce la resistenza alle alte velocità.

Ma la vera innovazione, che spinge questo motore quasi verso l’ipersonico, sarebbe l’inclusione di un combustore nel bypass. In pratica, il motore può bruciare carburante anche nel flusso d’aria secondario per ottenere una spinta extra a velocità supersoniche. È una tecnologia a metà tra un turbojet e uno statoreattore (ramjet), essenziale per i futuri velivoli di sesta generazione.

Concetto di motore ACE a tre vie

Cautela d’obbligo

Per quanto i principi termodinamici descritti (design a tre flussi e combustione bypass) siano credibili e allineati con le tendenze della ricerca globale, è necessario un sano pragmatismo.

Le notizie provengono da una conferenza accademica interna cinese, non da una fonte occidentale sottoposta a revisione paritaria (peer-review). Nel settore aerospaziale cinese, gli annunci di “test a terra” (ground test) sono spesso utilizzati anche come segnali politici o di propaganda. Il “Mach 4” dichiarato potrebbe riferirsi a simulazioni al banco, non ancora a un volo reale e sostenuto.

Tuttavia, se le prestazioni fossero anche solo parzialmente confermate, si tratterebbe del motore a turbina più avanzato mai costruito dalla Cina e di un chiaro segnale che Pechino punta a eguagliare, e forse superare, gli Stati Uniti nel campo strategico della propulsione aerea.

Domande e risposte

Cosa rende questo motore cinese “adattivo” o “mutaforma”? A differenza dei motori tradizionali (ottimizzati o per la velocità o per l’efficienza), un motore ACE (Adaptive Cycle Engine) modifica attivamente il suo funzionamento interno. Può comportarsi come un efficiente turbofan (per il decollo e il volo subsonico) aprendo condotti di bypass extra, o come un potente turbojet (per il combattimento e le alte velocità) convogliando più aria nel nucleo di combustione. È come avere due motori in uno, eliminando il tradizionale compromesso tra spinta e consumo di carburante.

Qual è la vera differenza tra questo motore e quelli americani (come l’XA100)? La differenza chiave è nel numero di flussi d’aria. Gli attuali ACE americani, come il GE XA100 sviluppato per l’F-35, utilizzano un sistema a doppio bypass. Il nuovo design cinese, secondo i rapporti, introduce un terzo flusso di aria più fresca. Questo terzo flusso offre vantaggi significativi nella gestione termica (raffreddando l’elettronica o i rivestimenti stealth) e nella riduzione della segnatura infrarossa (IR), rendendo il velivolo teoricamente più “invisibile” ai sensori di calore.

Queste affermazioni cinesi su Mach 4 e consumi ridotti sono credibili? Vanno prese con cautela. La notizia proviene da una conferenza accademica nazionale cinese, non da una fonte occidentale sottoposta a revisione paritaria. Spesso, questi annunci di “test a terra” sono usati da Pechino anche come segnali politici. Il Mach 4, ad esempio, potrebbe riferirsi a simulazioni e non a un volo reale. Tuttavia, i principi tecnici descritti (come il design a tre flussi e la combustione nel bypass) sono considerati credibili e in linea con le attuali tendenze della ricerca mondiale sulla propulsione.

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