I nuovi X-Planes della NASA

La NASA è al lavoro per lo sviluppo della nuova generazione di aerei X-Planes, pensati per incrementare l’utilizzo efficiente del carburante e per ridurre l’inquinamento, aumentando però anche la velocità dei voli.

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Dopo aver visto il proprio budget cadere di anno in anno, la NASA potrebbe in questo periodo riprendere ossigeno. Nei prossimi mesi dovrebbero arrivare una serie di finanziamenti che potrebbero dare di nuovo brio alle idee dei suoi ingegneri. Le prime stime indicano che i capitali destinati alla ricerca e sviluppo verranno innalzati di circa 3,7 miliardi di dollari durante l'arco di dieci anni. La NASA ha pensato così di costruire una nuova serie di aerei X-Planes, incrementando l'utilizzo efficiente del carburante e riducendo così l'inquinamento derivante dai mezzi commerciali. L'agenzia spaziale americana vuole migliorare a livello ingegneristico sia i voli subsonici che supersonici, e pare che stia lavorando con alcuni partner accademici d'eccezione per portare alla luce nuove ed innovative tecnologie.

X-Planes

Il programma relativo agli X-Planes è cominciato subito dopo la seconda guerra mondiale, nel 1945, che ha visto il precursore della NASA, il National Advisory Committee for Aeronautics, mettere in campo il Bell X-1. Progettato insieme alla US Air Force, questo primo modello era un preliminare assaggio degli impieghi dei velivoli supersonici - esso era infatti stato costruito per effettuare ricerche nel campo dell'alta velocità.
Tornando al presente, per portare al pubblico qualcosa di sicuro, confortevole e rivoluzionario c'è bisogno oggi di maggiori investimenti. Data la complessità dei mezzi, la fase di design e di costruzione dei nuovi velivoli non impiegherà meno di cinque anni, passati i quali essi verranno testati come da prassi all'Armstrong Flight Research Center in California e al Langley Research Center in Virginia. Se le sperimentazioni avranno successo, la nuova generazione di X-Planes potrà essere inserita nelle flotte commerciali entro la prossima decade. La NASA ha stimato che, dati i consumi ridotti, il rumore meno fastidioso e le emissioni più controllate, l'aviazione sarà in grado di risparmiare ben 255 miliardi di dollari durante un arco temporale della durata di 25 anni.

Questioni tecniche

Uno dei concetti più interessanti a cui la NASA sta lavorando è una versione particolare dell'aereo con ali ibride; esso possiede infatti i motori a turboventola sulla parte superiore della fusoliera, affiancato da due timoni fissati in verticale. Il design poco convenzionale può offrire le stesse velocità di crociera degli aerei commerciali, ma con benefici più evidenti. Nei comuni mezzi le gondole a motore sono tipicamente posizionate sotto le ali, ma i contenitori sono diventati così grandi che spesso generano troppo slittamento a causa del proprio peso. Le loro dimensioni hanno quasi raggiunto il limite, insomma, poiché aerodinamicamente non è conveniente agire sulle specifiche delle ali, che devono rimanere le stesse. I nuovi progetti risolvono il problema spostando le gondole a motore sopra la fusoliera, riducendo la resistenza aerodinamica e permettendo agli ingegneri di focalizzarsi su propulsori di dimensioni più generose. Si sta anche pensando all'installazione di barriere sulla coda degli aerei, in modo da attutire il rumore prodotto.
Gli obbiettivi della NASA prevedono consumi di carburante ridotti del 50%, il rumore prodotto del 42% e le emissioni di ossido di azoto del 75% nel momento in cui i motori raggiungeranno la massima efficienza. L'inquinamento acustico dovrebbe essere così limitato alla zona dell'aeroporto, senza arrecare fastidio alle città intorno.

La NASA ed il sonic boom

I voli supersonici non sono mai stati impiegati a supporto dei voli commerciali in modo intensivo. Le due compagnie che hanno provato questa strada, British Airways ed Air France, non hanno ottenuto successo a causa di una concreta mancanza di clienti e di altri problemi di natura specialistica. Stiamo parlando anzitutto di problemi legati all'effetto sonic boom, generato dalle onde d'urto quando si abbatte la barriera del suono. Proprio per tale controindicazione, la FAA (Federal Aviation Administration) americana ha deciso di vietare l'impiego di aerei supersonici per ragioni commerciali. L'ostacolo più grosso è adesso di natura legale, ed ovviamente è un buon motivo per stare alla larga dal mercato degli aerei supersonici. Finché non sarà alleviato il boom sonico le cose non cambieranno. Ed è a questo che la NASA vuole far fronte, ideando metodi per limitare l'effetto e rendere tale tipologia di voli adatta a fini commerciali. L'ente spaziale statunitense ha infatti pensato di dividere la grande onda d'urto prodotta dai mezzi in tante piccole onde più piccole. Ciò potrebbe essere fisicamente realizzato creando un aereo con una punta lunga e via e via più sottile, che riduce l'intensità del rumore man mano che raggiunge il corpo del veicolo. Questo design dovrebbe produrre una specie di tappeto d'aria al di sotto del velivolo, sul quale le onde d'urto del sonic boom dovrebbero poi andare a scontrarsi. L'agenzia ha già inserito nei propri piani la messa in pratica dell'idea, e sarà testata dapprima in aree appositamente sviluppate e poi nello spazio aereo comune. Di primaria importanza sarà ovviamente il tracciamento dei sonic boom; la NASA effettuerà anche indagini e interviste alle persone vicine all'aerea di volo, per avere feedback sul rumore prodotto.
Con questa metodologia, magari, la compagnia sarà in grado di strappare una nuova regolamentazione alla FAA, cercando di regolamentare gli aerei supersonici che volano sotto una certa soglia di decibel.

NASA La NASA si sta impegnando anche su altri fronti, come quello dell'ambiziosissima propulsione elettrica. Potremmo vedere un giorno ali più strette del normale o fusoliere della larghezza doppia di quella attuale, in quanto ulteriori ricerche sono in corso anche su questi ultimi aspetti. L’agenzia spaziale ha già avviato le prime simulazioni al computer per avere un’idea generale di come queste scelte tecniche possano comportarsi, ma passerà un po’ prima che esse possano essere provate in condizioni di volo realistiche - per esempio sopra gli spazi abitati. Data la situazione finanziaria non troppo rosea della NASA, i fondi governativi sembrano non bastare mai. Se lo sviluppo tecnologico dovesse portare benefici tangibili però il ritorno sarebbe enorme, generando nuovi fondi grazie ai brevetti.