MACH 2

Una nuova sfida attende il TEAM ROCKETEMOTIONS, costruire un modello che riesca a raggiungere la ragguardevole velocità di MACH 2.

TEORIA

L'aerodinamica supersonica, un importante ramo dell'aerodinamica, si occupa dei fenomeni che si verificano quando la velocità di un corpo solido in moto in un fluido supera la velocità del suono nello stesso mezzo. La velocità del suono nell'atmosfera non è costante ma dipende da diversi parametri, ad esempio dalle condizioni di umidità, di temperatura e di pressione, ed è per questo un fattore critico nelle equazioni aerodinamiche. Un modo di esprimere tale velocità è il cosiddetto numero di Mach, dal nome del fisico e filosofo austriaco Ernst Mach, dato dal rapporto tra la velocità del corpo nel mezzo di propagazione e la velocità del suono nello stesso mezzo e nelle stesse condizioni. Così, a livello del mare e in condizioni standard di temperatura e di pressione, una velocità di 1220 km/h corrisponde a un numero di Mach pari a 1. La stessa velocità del velivolo nella stratosfera, dove le condizioni di densità, temperatura e pressione sono diverse, corrisponderebbe a un numero di Mach 1,16. Il raggiungimento di Mach 1 (velocità sonica) viene avvertito con un fenomeno molto singolare, noto come bang sonico. Esprimendo la velocità in termini di numero di Mach, piuttosto che nelle unità di misura convenzionali, quali i km/h, si fornisce un quadro completo delle condizioni di volo.

La ricerca sui proiettili d'artiglieria supersonici ha fornito informazioni sulla forma ideale dei proiettili stessi e sul comportamento del flusso di gas ad alta velocità. La cosiddetta forma a goccia, che è la forma aerodinamica ideale per velocità inferiori a quella del suono, è assai poco vantaggiosa nel range di velocità supersoniche, a causa dell'ampia superficie frontale da cui si sviluppano onde d'urto di grandi dimensioni, che sottraggono energia.

Se si genera un flusso di gas attraverso un tubo con una strozzatura, ad esempio la punta di un razzo, a velocità inferiori a quella del suono la velocità del flusso aumenta e la pressione diminuisce nella gola della strozzatura. A velocità supersoniche si verifica il fenomeno contrario, e la velocità del flusso aumenta nei tubi divergenti. Queste considerazioni, applicate al progetto di razzi, possono portare netti miglioramenti dell'efficienza. Un altro fattore determinante è l'influenza diretta della pressione atmosferica sulle condizioni di volo a velocità supersoniche. Più il mezzo ha caratteristiche simili al vuoto, più efficiente è il sistema di fornitura energetica dell'aereo. Il range di velocità supersoniche di un aereo può essere ampliato riducendo l'area, o sezione d'urto, offerta all'aria. Le caratteristiche strutturali di un aereo da velocità supersoniche devono essere un maggiore peso, ottenuto aumentandone la lunghezza, un corpo sottile e un muso appuntito. Dopo la seconda guerra mondiale, gli istituti di ricerca in campo aerodinamico hanno costruito delle gallerie aerodinamiche per provare modelli di aerei in flussi d'aria supersonici.

Un progresso importante nel campo dell'aerodinamica, ottenuto grazie alle gallerie aerodinamiche, è la scoperta da parte del fisico americano Richard Travis Whitcomb della regola delle aree, un nuovo criterio per la progettazione di velivoli supersonici. Secondo questo principio, il brusco aumento della resistenza opposta dall'aria nel range di velocità transoniche, dipende da come è distribuita la sezione d'urto totale del velivolo, lungo tutta la sua lunghezza. Assottigliando la fusoliera nel punto in cui si dipartono le ali, la riduzione della sezione d'urto combinata della fusoliera e delle ali produce la diminuzione della resistenza. Il cosiddetto vitino di vespa di Whitcomb ha reso possibile un incremento del 25% del range di velocità supersoniche, senza ulteriore richiesta di energia.

COSTRUZIONE

Il corpo è realizzato mediante l'utilizzo di un tubo in carbonio ad alto modulo da 44mm di diametro per uso aerospaziale, prodotto da Hito Carbon Industries Le alette sono realizzate con l'ausilio di carbonio ad alto modulo profilato e fissate sulla cellula con ausilio di colle strutturali ad alta resistenza meccanica e temperatura (resiste fino a 290 gradi). I filetti sono realizzati con un mix di resina ad alta temperatura, fibre di basalto (70%) da 3,2mm (provenienza Russia) e fibre di carbonio (30%) da 3mm. Le fibre di basalto sono ottimi isolanti termici, mantengono le proprietà meccaniche anche ad alte temperature e sono molto stabili. La successiva fase di incollaggio-essiccatura avviene sottovuoto. Ricordo che mediante l'uso della tecnica del sottovuoto riusciamo a comprimere la resina con una forza di circa 1,33kg per centimetro quadrato, smaltendo tutta la resina in eccesso presente nella struttura delle fibre, ottenendo dei manufatti estremamente rigidi e leggeri. Ho volutamente scelto un tubo da 44mm di diametro in modo da isolare termicamente il "case motore da 38mm" mediante l'uso di un tessuto ceramico. Accoppiatore e ordinate sono realizzate in carbonio pre-preg alto modulo Ogiva in uretano alluminato profilo conico 7/1 prodotta da SHADOW AERO ridotta mediante tornitura alla misura richiesta. Localizzatore Walston e Streamer Top Flight completano il tutto.

Dimensioni:

Lunghezza: 206cm