Materiale innovativo consentirà i voli ipersonici
Concept di un volo ipersonico. Fonte: SHUTTERSTOCK
Fin dagli albori della corsa allo spazio, gli ingegneri hanno dovuto fare i conti con il nemico numero uno dei velivoli spaziali: le alte temperature. Questo problema sussiste anche nei limiti della nostra atmosfera se parliamo di voli ipersonici; perciò gli scienziati sono in continua ricerca di un materiale adatto a resistere alle condizioni più estreme.
Un gruppo di ricercatori della University of Manchester e della Central South University (CSU) in Cina stanno lavorando su un rivestimento in ceramica adatto a proteggere gli aerei che viaggeranno a velocità circa sei volte superiore a quella del suono.
Un aereo ipersonico è capace di volare a velocità pari o superiori a Mach 5, ovvero oltre i 6100 Km/h. Per costruire un aeromobile di questo genere bisognerà tener conto dei problemi strutturali derivati dai processi di ossidazione e ablazione associati alle alte temperature.
Reinvenzione di un materiale già conosciuto
La ceramica ultra resistente non è altro che un carburo: una miscela di carbonio con zircone, titanio, boro (Zr 0.8 Ti 0.2 C 0.74 B 0.26). Questo carburo è una soluzione solida sostitutiva di Zr-Ti nella quale alcuni posti di carbonio sono occupati casualmente dagli atomi di boro.
La capacità di sigillatura degli ossidi, la lenta diffusione dell’ossigeno e la distribuzione compatta della ceramica favoriscono una perdita molto più lenta degli strati di ossido protettivo che si formano durante l’ablazione, rispetto ad altri sistemi ceramici.
La ricerca, pubblicata su Nature Communications, spiega che questo materiale è capace di proteggere i velivoli da temperature fino a 3000°C e di essere dodici volte più resistente all’ablazione dei materiali ceramici ultrarefrattari (UHTC) utilizzati attualmente dalla NASA nei velivoli spaziali e militari.
Il professor Philip Withers, dell’Università di Manchester, crede possibile la tratta Londra-New York effettuata in sole due ore. Sarebbe possibile così riprendere il sogno infranto dai Concorde e, senza dubbio, significherebbe una svolta dal punto di vista commerciale e civile.