Un progetto Lockheed Martin per un jet a ridotto boom supersonico. Immagine: NASA/Lockheed Martin
Sono passati circa 11 anni da quando l’ultimo passeggero è salito a bordo di un aereo supersonico, ma non è ancora morto il sogno di percorrere enormi distese di terra e oceani a una velocità maggiore di quella del suono. Un team di ricercatori sta lavorando con la NASA per ultimare un nuovo progetto per diminuire i boati sonici, e, se riuscissero nello scopo, sarebbe rimosso uno degli ostacoli per il ritorno degli aerei supersonici commerciali.
L’Aérospatiale-BAC Concorde rimane una leggenda, ed è pazzesco pensare che venne prodotto per la prima volta negli anni Sessanta. L’agile aereo passeggeri effettuò il suo primo volo commerciale il 21 gennaio 1976 dall’aeroporto di Heathrow a Londra, con destinazione Bahrein; il suo ultimo volo, il 24 ottobre 2003 dal JFK di New York a Heathrow, venne compiuto dopo anni di consistenti cali nelle vendite dei biglietti, e in un momento in cui l’intera industria dell’aviazione si trovava di fronte a un calo delle entrate.
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Nonostante il costo sia anch’esso un fattore rilevante, il problema del boom sonico è uno dei principali motivi per cui i voli commerciali supersonici hanno sempre volato sull’acqua e per cui non sono più usati oggi (per quanto riguarda il costo, aggiungere nuove rotte potrebbe rendere l’equazione economica più favorevole.).
Il problema è che il boato sonico non avviene solo una volta nel momento in cui l’aereo raggiunge per la prima volta 1 Mach, ovvero la velocità del suono: il boom sonico continua durante tutto il tragitto di volo. Quindi un volo commerciale supersonico da New York a Los Angeles produrrebbe un enorme boato che rimbalzerebbe diagonalmente per tutto il paese, disturbando le persone sulla terraferma.
Ma alcuni ricercatori della NASA sperano di riuscire a cambiare le cose. All’edizione 2014 dell’evento dell’American Institute of Aeronautics and Astronautics Aviation che si è tenuto ad Atlanta, hanno esposto i progressi che sono stati fatti nel superamento degli ostacoli per l’inaugurazione di viaggi supersonici di linea
Tra gli obiettivi principali di questo team di ricerca c’è la produzione di dati che siano cruciali per l’aviazione civile, incluse le procedure e i requisiti che potrebbero far abrogare il divieto di voli supersonici sopra territori abitati.
Anche se non è stato esattamente un successo dal punto di vista economico, non si può negare che il Concorde fosse una meraviglia. L’aereo poteva portare 100 passeggeri, con una crew di sei persone, per più di 4.400 miglia a una velocità di circa 1.350 miglia all’ora. Ad un’altezza di 18.000 metri, a circa Mach 2, ovvero due volte la velocità del suono. Il volo transcontinentale più veloce l’aereo lo effettuò il 7 Febbraio 1996; volò da New York a Londra in 2 ore, 52 minuti, e 59 secondi.
I voli tra New York e le più grandi città europee come Londra o Parigi erano tra le rotte più comuni del Concorde e rivelavano le caratteristiche principali di quel tipo di volo: il Concorde poteva volare a velocità supersonica solo su territori non abitati, il che significa principalmente sopra gli oceani. Questo a causa dei boati sonici.
Quando un aereo (o qualsiasi altro oggetto) si muove nell’atmosfera, le molecole dell’aria sono costrette a spostarsi per lasciarlo passare. Quando un aereo si muove più velocemente del suono, il differenziale di pressione che si genera provoca un’onda d’urto, che si può immaginare simile alla scia che una barca forma su un lago calmo. Come effetto dell’onda d’urto si forma un cono di aria pressurizzata, e il cono formatosi si muove dentro e fuori dalla traiettoria di volo in tutte le direzioni finché non colpisce il terreno. Il brusco rilascio di pressione dopo la crescita dell’onda d’urto è ciò che viene sentito come boom sonico.
“Ridurre i boati sonici…è l’ostacolo più significativo alla reintroduzione dei voli supersonici commerciali,” ha detto Peter Coen, responsabile dell’High Speed Project alla NASA Aeronautics Research Mission Directorate, al quartier generale dell’agenzia a Washington.
Ma ridurre i boati sonici è solo una delle difficoltà dei voli supersonici, “altri ostacoli includono le emissioni ad alta quota, il consumo di carburante e l’impatto dei rumori per i centri abitati intorno agli aeroporti,” ha detto Coen.
La NASA ha usato i cacciabombardieri supersonici F/A-18 per testare gli effetti dei boati supersonici a bassa intensità sulle persone che si trovavano sulla terraferma. Immagine: NASA/Jim Ross.
Gli ingegneri della NASA delle varie sedi degli Stati Uniti stanno affrontando il problema del boom sonico, e stanno anche lavorando allo sviluppo di aeroplani che producono boati a bassa intensità. Alcuni ricercatori si stanno anche occupando dei metodi per quantificare la rumorosità e il fastidio provocato dal boato sonico, chiedendo ad alcuni soggetti di ascoltarne i suoni in una camera di prova.
Di recente, all’Armstrong Flight Reasearch Center della NASA a Edwards, California—l’unico posto nel quale i piloti possono effettuare voli supersonici sopra la base—i residenti hanno esplorato dei modi per valutare la reazione pubblica ai boati sonici nel mondo reale. Un progetto simile si sta svolgendo al Langley Research Center della NASA ad Hampton, Virginia, dove alcuni volontari ascoltano e valutano quanto fastidiosi siano i boati sonici.
“Ognuno di loro ha sentito un totale di 140 suoni, e sulla base della loro risposta media possiamo iniziare a fare una stima delle reazioni generali del pubblico,” ha spiegato Alexandra Loubeau, ingegnere acustico di Langley.
Altri studi invece si stanno concentrando sui modi per prevenire i boati sonici, e su quali approcci di progettazione potrebbero ridurli.
“Stiamo lavorando per comprendere lo stato dei progetti esistenti al mondo che si occupano della previsione dei boati sonici dal punto di vista dell’aeroplano,” ha detto Mike Park, ingegnere che si occupa della meccanica dei fluidi a Langley. “Abbiamo trovato delle configurazioni semplici che possiamo analizzare per predire in modo soddisfacente i boati sonici. Per le configurazioni complesse c’è ancora del lavoro da fare.”
Per questo scopo, i tunnel del vento sono uno strumento importante. Come per gli aerei supersonici del passato, incluso il Concorde, molti progetti che gli ingegneri stanno testando sono con la punta sottile e slanciati, con un’ala a delta ogivale o ali a freccia—una forma di base che produce boom sonici a bassa intensità.
La ricerca nell’ambito dei voli supersonici ha raggiunto un punto tale, dicono la NASA e gli ingegneri del settore industriale, per cui sono ormai vicini jet che attutiscono l’intensità del boom sonico. Sarebbe incredibile se questo progetto andasse a buon fine. Se tutto filasse per il verso giusto i prezzi dei biglietti si abbasserebbero rispetto alle migliaia di dollari che costava volare sul Concorde. Altrimenti molti di noi continueranno a essere costretti a usare i più lunghi e più costosi voli subsonici.
