Tornano gli aerei supersonici, ma soltanto se saranno silenziosi
La Nasa sta cercando una soluzione tecnologica alla quale tutti poi dovranno adeguarsi
C'era una volta il Concorde, che non sentivamo passare il muro del suono perché l'accelerazione avveniva in alta quota o sull'oceano, e presto vedremo volare i suoi eredi supersonici. Diversi i progetti in gestazione, tutti con una sfida da vincere in più del blasonato progenitore, non la velocità bensì la silenziosità. Si chiamano Aerion Supersonic, Boom Supersonic e Spike Aerospace, e sono società che stanno sviluppando jet e aerei di linea più veloci del suono.
La faccenda è molto seria e il governo ha incaricato la Nasa di trovare una soluzione. Ma nonostante l'uso di strumenti di progettazione avanzati, i progettisti del dimostratore tecnologico X-59 Quiet Supersonic Technology (QueSST) della Nasa, incaricati proprio di trovare il modo di abbassare il rumore, non potranno essere sicuri che il nuovo aereo supersonico raggiungerà i suoi obiettivi di "basso impatto del boom" fino a quando il jet non supererà la velocità del suono per la prima volta.
Sebbene siano note le caratteristiche di progettazione che portano a una riduzione dei "bang", gli ingegneri devono affrontare la sfida di garantire che l'X-59 QueSST non provocherà una propagazione eccessiva delle onde sonore nell'atmosfera che attraverserà, e quindi questa caratteristica si potrà misurare soltanto durante le prove di volo che inizieranno nell'autunno 2021. "Rispetto ai modelli matematici di cui disponiamo, nell'atmosfera reale ci sono molte variabili difficili da calcolare", afferma Craig Nickol, responsabile del progetto X-59, "ma pensiamo che gli aerei supersonici possano ridurre molto il bang sonico, portando probabilmente a un rinascimento del trasporto aereo più veloce del suono.
I problemi di questo tipo di aeroplani sono sempre stati essenzialmente tre. I fondi necessari per la progettazione, l'inquinamento dovuto a motori che giocoforza dovevano essere molto potenti e le regole che vietano di emettere il caratteristico bang sonico sopra i centri abitati. Proprio per questo presso la Nasa è nato il programma X-59, aeroplano che prima o poi dovrà pur essere fatto volare su città e paesi per verificare come la popolazione percepirà il "botto". E se gli studi avranno avuto successo si tratterà di qualcosa di simile a un lontano temporale. Ma ancora più importante sarà raccogliere e trasferire I risultati all'autorità aeronautica americana (Faa), per produrre un regolamento utile a consentire una qualche forma di volo supersonico terrestre civile, modalità che le norme statunitensi vietano da decenni.
"Stiamo programmando di portare l'aereo in giro per gli Stati Uniti in diverse comunità e fare studi di sorvolo", ha affermato Nickol alla rivista specializzata Flight Global "siamo fiduciosi che se raccogliamo la risposta della comunità dovremmo avere qualcosa di concreto da mostrare ai regolatori." David Richardson, direttore del programma X-59 presso l'unità Skunk Works (letteralmente "lavori sporchi") di Lockheed, è molto diretto: "Siamo stati fermati negli ultimi 40 anni nel passaggio a velivoli sempre più veloci, ma questo progetto potrebbe aprire un nuovo tipo di aviazione".
A lavorare sullo X-59 sono squadre di ingegneri presso il Langley Research Center della NASA in Virginia con l'aiuto del Glenn Research Center, in Ohio, che si occupa in modo specifico della propulsione, l'Ames Research Center in California che pensa ai sistemi e l'Armstrong Flight Research Center, sempre in California, per la parte operazioni e alla sicurezza.
Nel 2018 la Nasa ha assegnato a Lockheed un contratto da 247,5 milioni di dollari per gestire la progettazione, lo sviluppo, la produzione e I test di volo dello X-59. Lockheed ora sta assemblando il prototipo dell'aereo nel suo stabilimento di Palmdale, in California, dove ha assegnato al progetto 140 dipendenti. Si tratta di un monoposto con una fusoliera lunga circa 30 metri e un'apertura alare di 9 progettato per navigare a 17-18 km di altezza alla velocità di Mach 1.4, le cui forme sono ottimizzate per trasmettere a terra un boom sonico di intensità inferiore ai 75 dB. "Nulla più del tuo vicino di casa che chiude la portoiera dell'auto" afferma Nickol. "Se non lo stai davvero ascoltando, potresti non notarlo nemmeno." In confronto, il Concorde quando accelerava volando alla stessa quota emetteva un boom di 105 dB.
L'X-59 sarà alimentato da un singolo motore variante di quello che alimenta il caccia Super Hornet Boeing F / A-18E / F e che sarà integrato nella coda del velivolo. Infatti, sebbene il suo design sia nuovo, l'X-59 utilizzerà componenti trovati su altri jet militari per mantenere bassi i costi. Avrà il carrello di atterraggio dell'F-16, la cloche dell'F-117A e la cabina di pilotaggio del Northrop Grumman T-38 Talon. Le caratteristiche di design che aiutano ad ammorbidire i boom sonici sono note da tempo e gli Usa studiano tali funzionalità dal 2003-2004 utilizzando un aeroplano Tiger F-5E modificato.
Una caratteristica chiave è la lunghezza. "Se osserviamo l'X-59, notiamo che è molto lungo e magro", spiega Nickol. "Questo serve per cercare di diffondere le onde d'urto che iniziano dal muso, si muovono verso poppa e si staccano. Tutti gli elementi principali del velivolo, persino l'estremità posteriore, aiutano a evitare che queste onde d'urto si uniscano provocando un boom sonico eccessivo."
La cabina di pilotaggio avrà finestrini laterali ma nessun parabrezza anteriore, che genererebbe forti onde d'urto. Pertanto, l'aereo avrà un sistema di visibilità esterna artificiale sviluppato dalla Nasa. Tale sistema utilizzerà una telecamera rivolta in avanti per creare immagini che il pilota visualizzerà su un display all'interno dell'abitacolo. Ma la sfida maggiore per gli ingegneri è garantire che il jet mantenga la forma desiderata durante il volo, quando le ali si flettono. Attualmente alla sezione Skunk Works stanno ora assemblando le tre sottosezioni principali del velivolo: la fusoliera anteriore, la metà centrale dell'ala e la coda. La struttura principale del velivolo è costruita in alluminio, sebbene abbia superfici di controllo e rivestimento delle ali in materiali compositi. Tutto dovrà essere pronto per l'autunno del 2021, quando comincerà il programma di prove di volo che durerà nove mesi.
