L’azienda australiana Hypersonix ha annunciato la partenza della sperimentazione di Dart AE, un aereo ipersonico di ultima generazione. Il Dart AE è un drone ipersonico interamente costruito in 3D che vola a Mach 7 e sfrutta un motore Scramjet a idrogeno pulito SPARTAN di quinta generazione, ad emissioni zero. Dalla forma a freccia del drone fino al motore supersonico, tutte le parti del drone sono state studiate per abbattere il muro del suono. Ma la Hypersonix non vuole fermarsi a questo, l’azienda vuole un aero velivolo commerciale, che riesca a portare carico ed equipaggio.
Spesso nel campo dell’aerospazio si sente parlare di Mach, ma di cosa si tratta esattamente? Il numero di Mach è un numero adimensionale che esplicita il rapporto tra la velocità dell’oggetto e la velocità del suono. In sostanza ci dice quanto è veloce il nostro aeromobile rispetto alla velocità del suono in condizioni standard.
Nell’aria il suono viaggia a velocità di 331.6 m/s, che sono 1.193,76 km/h! Per avere un’idea di queste grandezze, il record di velocità raggiunto da un pilota di Formula 1 al volante è stato di 247 km/h. Max Biaggi ha poi recententemente definito un nuovo record di 455 km/h sulla moto elettrica. Queste velocità sono dei record mondiali per il settore automotive, ma sono solo frazioni per la velocità del suono.
Se il numero di Mach è al di sotto di 1, vuol dire che il nostro aereo viaggia a velocità inferiori a quella del suono. Siamo nel caso degli aerei di linea che raggiungono delle velocità di crociere intorno ai 900 km/h.
Quando il Mach supera il valore unitario, significa che siamo nel campo del supersonico e abbiamo abbattuto il muro del suono. Quando succede si possono sentire due fragorosi boati denominati “boom sonici”, generati dalle onde d’urto create dall’oggetto che supera la velocità del suono. Raggiungere il numero di Mach 7 vuol dire arrivare a velocità sette volte superiori a quella del suono, un esperimento mai tentato prima.
Credit image: Hypersonix
Se i test andranno bene, il Dart AE sarebbe il primo aeromobile ad arrivare a numeri di Mach tanto elevati. Ma non sarebbe il primo aeromobile a superare la velocità del suono!
Il primo uomo ad abbattere il muro del suono è stato Charles “Chuck” Yaeger nel 1947. Con un aereo-razzo Bell XS-1, Yaeger divenne il primo uomo a volare più veloce del suono in volo livellato. Invece, Jackie Cochran è stata la prima donna a volare a velocità supersoniche quando nel 1953 abbattè il muro del suono in un Canadair Sabre.
Tuttavia, il record mondiale per la più alta velocità mai raggiunta da un aereo con equipaggio appartiene al North American X-15. Il 3 ottobre 1967, il pilota William J. Knight raggiunse la velocità di 7272,6 km/h, circa 6,72 volte la velocità del suono.
Tra gli altri però non possiamo dimenticarci degli aerei Boeing. La velocità più alta raggiunta da un aereo sperimentale è di un Boeing X-43A che il 16 novembre 2004 volò, senza pilota, a circa 12000 km/h, raggiungendo i 9,6 Mach.
Credit image: Hypersonix
Per raggiungere le alte velocità, l’aero-drone Dart AE è alimentato da un motore Scramjet SPARTAN che lavora con idrogeno pulito. I motori Scramjet (Supersonic combustion ramjets) derivano dagli statoreattori (ramjets) e come quest’ultimi sfruttano l’energia cinetica del flusso d’aria in ingresso per accelerare il veicolo.
In questo modo, il flusso d’aria all’interno del motore rimane sempre a velocità supersoniche, permettendo al motore di viaggiare a velocità supersoniche. L’unico problema degli scramjets è che non lavorano a Mach subsonici.
Questi motori devono essere portati a regime supersonico da altri velivoli per poi essere rilasciati. Anche il Dart AE deve essere accelerato da un altro sistema prima di poter volare da solo. Il sistema booster Kratos accelererà il drone ad una velocità maggiore di Mach 5 e il volo autonomo di Dart AE proseguirà lungo una traiettoria prestabilita.
Inoltre, il motore SPARTAN del Dart AE è alimentato a idrogeno verde. Non solo il drone raggiungerà velocità supersoniche, ma sarà anche un volo completamente sostenibile.
I primi test sul drone Dart AE si terranno tra poco, ma i progettisti di Hypersonix stanno già affinando il design per riuscire a raggiungere velocità di Mach 12. Questo comporta una serie di sfide, il drone deve sopportare l’alto calore generato dall’attrito dell’aria e resistere alle sollecitazioni esterne.
La prossima sfida sarà quindi di migliorare l’integrità strutturale del drone senza perdere tutte le caratteristiche che lo rendono innovativo. Riuscire ad arrivare a velocità elevate con un motore green e componenti stampati in 3D è il futuro del settore aerospaziale. Molte aziende ci lavorano da tempo, come la Relativity Space. Hypersonix ha un brillante futuro davanti e Dart AE sembra essere la punta di diamante dell’azienda.
