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ⓘ Motore ad onda di detonazione




                                     

ⓘ Motore ad onda di detonazione

Un motore ad onda di detonazione è unevoluzione del pulsoreattore, il quale basa il suo funzionamento sulle pulsazioni dellaria che lo percorre, ed è un tipo di motore aeronautico che può essere impiegato in un vasto campo di velocità che spaziano dal regime subsonico a quello ipersonico.

                                     

1. Caratteristiche

In teoria i motori PDE sono in grado di raggiungere unefficienza superiore a quella di altri modelli e in più hanno molte meno parti in movimento. Lefficienza nello sfruttamento dellenergia del combustibile in un motore a onda di detonazione, può superare persino quella di un turbogetto o di un turbofan. Tuttavia, limpossibilità di inserire una ventola tangenziale in un PDE il metodo usato dai turbofan per aumentare lefficienza complessiva migliorando il rapporto di diluizione o in inglese, bypass ratio - BPR, limita lutilizzo dei motori ad onda di detonazione alle sole applicazioni dove i turbofan sono poco pratici o di impossibile adozione.

                                     

2. Storia

Fino ad oggi, nessun motore di questo tipo è stato mai messo in produzione, ma diversi modelli sperimentali sono stati provati al banco e un esemplare è stato installato con successo su di un aereo che nel 2008 ha effettuato dei voli a bassa velocità.

Nel giugno 2008, la Defense Advanced Research Projects Agency DARPA presentò il progetto Blackswift, un aereo ipersonico in grado di utilizzare queste tecnologie per raggiungere velocità fino a Mach 6. Il progetto fu però cancellato poco dopo nellottobre del 2008.

Nel 2012 la EADS ha siglato un accordo con lIstituto di fluidodinamica Lavrentiev presso Skolkovo vicino Mosca, per lo sviluppo di un nuovo motore ad onda di detonazione continua Continuous Detonation Engine o CDE.

                                     

3. Principio

Tutti i motori a getto convenzionali, e la maggior parte dei motori a razzo, si basano sulla deflagrazione del combustibile, che è una rapida, ma subsonica combustione. Il motore ad onda di detonazione, invece, viene progettato per operare sfruttando la detonazione del combustibile, cioè la combustione a velocità supersoniche. Il funzionamento di base del PDE è simile a quello del pulsoreattori; aria viene mescolata con il combustibile per creare una miscela infiammabile che viene poi bruciata. La combustione risultante, aumenta la pressione della miscela di circa 100 atmosfere 10 MPa, che successivamente si espande dallugello di scarico per generare spinta. Per garantire che il flusso di gas caldi generati si diriga verso la parte posteriore del motore in modo da spingere il velivolo in avanti, si fa uso di una serie di valvole di chiusura della parte anteriore del motore, accuratamente sincronizzate con il funzionamento e in grado di forzare laria a viaggiare in una sola direzione attraverso il motore.



                                     

4. Differenze con il pulsoreattore

La differenza principale tra un PDE e un pulsogetto tradizionale è che la miscela in camera di scoppio non effettua una combustione subsonica, ma viene portata a compiere una detonazione supersonica. Nel PDE, lossigeno e il combustibile si combinano generando gas che si muovono a velocità supersoniche in pratica si tratta di una esplosione piuttosto che una combustione.

Laltra differenza, è che le valvole di chiusura sono sostituite da dispositivi più sofisticati, anche se in alcuni progetti di PDE della General Electric, viene eliminato ogni dispositivo di chiusura grazie a una attenta scelta dei tempi, utilizzando le differenze di pressione tra le diverse aree del motore, al fine di garantire che i gas caldi vengano espulsi allindietro.