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USA: il motore a detonazione rotante cambia le regole del gioco ipersonico

Lockheed Martin e GE Aerospace svelano una tecnologia che potrebbe rendere i missili ipersonici più efficienti, economici e letali, riducendo la dipendenza dai pesanti razzi ausiliari. Svolta USA nell’ipersonico: Lockheed e GE testano un motore a detonazione rotante che promette missili più efficienti, economici e a lungo raggio.

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La corsa all’ipersonico non è solo una questione di velocità pura, ma soprattutto di efficienza ed autonomia. Il 14 gennaio, due giganti dell’industria aerospaziale americana, GE Aerospace e Lockheed Martin, hanno rivelato i risultati di un test che potrebbe rappresentare una svolta decisiva per il futuro della propulsione militare. Hanno dimostrato con successo il funzionamento di un ramjet a detonazione rotante (RDR) alimentato a liquido, abbinato a una nuova presa d’aria tattica.

L’obiettivo? Risolvere il problema numero uno dei sistemi ipersonici: l’efficienza a velocità estreme, superiori a Mach 5 (oltre 6.000 km/h).

Il problema dei missili attuali: il “gap” di efficienza

Il volo ipersonico ha un potenziale militare (e civile) enorme, permettendo di coprire grandi distanze in pochi minuti. Tuttavia, mantenere i motori efficienti in un intervallo di velocità così ampio è una sfida ingegneristica notevole.

La maggior parte dei missili ipersonici si affida ai ramjet (statoreattori) per il volo sostenuto. Un ramjet è teoricamente semplice: non ha parti mobili e usa il movimento in avanti per comprimere l’aria. C’è però un grosso “ma”: per accendersi e funzionare, un ramjet deve già viaggiare a circa Mach 3 (circa 3.700 km/h).

Per raggiungere quella velocità iniziale, i missili attuali necessitano di enormi booster a razzo. Questi comportano:

  • Aumento di peso e complessità.

  • Costi elevati.

  • Limiti operativi e di gittata.

La soluzione: il Motore a Detonazione Rotante

GE Aerospace ha affrontato la sfida con un approccio radicale. Invece della combustione costante tradizionale, il nuovo motore utilizza un motore a detonazione rotante (RDE).

Cos’è un motore a detonazione rotante? A differenza di un motore normale che “brucia” il carburante (deflagrazione), un RDE sfrutta una serie continua di esplosioni supersoniche (detonazioni). Immaginate un’onda d’urto che viaggia incessantemente all’interno di una camera cilindrica anulare (come una ciambella). Il carburante e l’ossidante vengono iniettati, e l’onda di detonazione li colpisce, comprimendoli e accendendoli istantaneamente. Questo ciclo auto-sostenuto genera una spinta molto più elevata a parità di carburante.

Esempio di statoreattori rotanti

I vantaggi di questa tecnologia sono evidenti:

  1. Efficienza: Circa il 25% più efficiente dei sistemi a combustione tradizionali.

  2. Dimensioni: Motori più piccoli e leggeri.

  3. Flessibilità: Può operare a velocità inferiori rispetto ai ramjet classici, riducendo la necessità di grandi booster.

Una presa d’aria per ogni altitudine

Lockheed Martin ha contribuito con un componente cruciale: una presa d’aria tattica ad alta velocità per il sistema dual-mode. Gestire il flusso d’aria a Mach 5 è un incubo fluidodinamico; le onde d’urto interagiscono in spazi ristretti e piccoli cambiamenti possono spegnere il motore.

La nuova presa d’aria si “accorda” con il nucleo a detonazione rotante, permettendo al missile di operare stabilmente sia a bassa quota che in crociera ipersonica ad alta quota.

Prototipo el motore a detonazione rotante GE – Pratt and Whitney

Implicazioni strategiche ed economiche

Se la tecnologia continuerà a maturare come previsto, ci troviamo di fronte a una nuova generazione di propulsione ipersonica compatta ed economica. Meno parti mobili e booster più piccoli significano costi di produzione ridotti e la possibilità di dispiegare questi sistemi su larga scala. Sono anche motori poco costosi, una volta messi a punto, che potrebbero essere prodotti in massa.

Randy Crites, vicepresidente di Lockheed Martin, ha sottolineato come questo test sia la prova che la collaborazione industriale può portare capacità reali ai combattenti “alla velocità della rilevanza”. In un ambiente di minaccia sempre più intenso, avere missili che vanno più lontano e costano meno potrebbe essere il vero vantaggio strategico degli Stati Uniti.


Domande e risposte

In parole povere, qual è la differenza principale rispetto ai motori attuali? La differenza sta nel modo in cui si genera la spinta. I motori attuali bruciano il carburante progressivamente (come una candela molto veloce), sprecando energia. Il motore a detonazione rotante (RDE) utilizza invece esplosioni controllate continue che girano in un anello. Questo crea una pressione molto più alta e usa meno carburante per ottenere la stessa spinta, permettendo al missile di essere più piccolo o di andare più lontano.

Perché è importante ridurre la grandezza dei “booster” a razzo? I booster servono solo a portare il missile alla velocità in cui il motore principale può accendersi. Attualmente sono grandi, pesanti e costosi. Se il motore principale riesce ad accendersi a velocità più basse grazie alla tecnologia RDE, il booster può essere molto più piccolo. Questo riduce il peso totale al lancio, il costo per unità e permette di caricare più missili su un singolo aereo o nave.

Questa tecnologia è pronta per l’uso in guerra domani? No, non ancora. Quello annunciato è un test dimostrativo di successo a terra. Sebbene la tecnologia sia maturata rapidamente negli ultimi anni e i risultati siano promettenti, serviranno ancora anni di sviluppo e test in volo prima che questi motori possano essere integrati in missili operativi prodotti in serie e distribuiti alle forze armate.

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