La propulsione più veloce del suono

Nella classe degli esoreattori vi sono due eminenti soggetti. Stiamo parlando di motori, motori per aerei (diciamo) o che comunque sono in grado di lavorare in aria sfruttando l’ossigeno normalmente presente nell’atmosfera come ossidante per una reazione di combustione.

Prima di presentarvi questi due eminenze ingegneristiche consentitemi una brevissimissima digressione. Il numero di Mach (oltre ad essere un rasoio per uomini) è il rapporto fra la velocità (di volo) e la velocità del suono nelle stesse condizioni atmosferiche (attenzione attenzione: la velocità del suono NON è costante, dipende dalla temperatura e dalle caratteristiche chimiche dell’aria).

E’ quindi chiaro che uno stesso corpo che viaggia alla stessa velocità a due quote diverse (caratteristiche dell’aria e temperatura diverse) ha due numeri di Mach (M) diversi. In particolare in un caso il rapporto potrebbe essere maggiore di uno ed in un caso minore. Ovvero in un caso il corpo viaggerebbe in condizioni supersoniche (M>1) e nell’altro caso subsoniche (M<1). Anzi, a quote molto alte (o a velocità estremamente elevate) M potrebbe essere molto molto alto, condizioni ipersoniche (M>5).

D’accordo. Facciamo ora un ultimo sforzo:

  • un flusso subsonico, in un condotto convergente, aumenta la propria velocità e diminuisce la propria pressione. Il viceversa accade in un condotto divergente;
  • un flusso supersonico, in un condotto convergente, diminuisce la propria velocità e aumenta la propria pressione; Il viceversa in un condotto divergente.

Ciò detto è chiaro che in regime supersonico un condotto divergente seguito da una camera di combustione che riscalda la miscela di ossigeno e carburante seguita da un ugello finale (condotto divergente) è sostanzialmente un modo per accelerare l’aria. E’ praticamente un motore. Ma senza parti rotanti o comunque in movimento (compressori e/o turbine).

Ramjet e Scramjet (le due eminenze di cui sopra) sono proprio questi due oggetti in grado di produrre spinta sfruttando questo principio. La sostanziale differenza tra i due sistemi consiste nel processo di combustione: mente lo Scramjet prevede che non solo il flusso in ingresso ma anche la combustione avvenga in regime supersonico, il Ramjet ha un ingrasso d’aria supersonico rallentato fino ad una combustione subsonica e poi accelerato nuovamente.

RamjetScramjet.png

Il Ramjet prevede una prima zona di compressione (sostanzialmente una presa d’aria) che riduce la velocità del flusso, e quindi aumenta la pressione, fino a raggiungere un Mach di 0.3 – 0.4, valore ottimale per la combustione. Per raggiungere tali valori la presa d’aria sfrutta opportune onde d’urto “normali” che rallentino il flusso. Il tratto successivo è la camera di combustione in cui viene direttamente iniettato combustibile nebulizzato. In questo modo è come se il flusso venisse “energizzato”, fino a raggiungere un regime sonico (M=1) nella sezione di gola posta a valle della camera. Il tratto finale è un canale divergente (l’ugello) in cui si raggiunge di fatto un notevole aumento di velocità (e quindi spinta).

Lo Scramjet, invece, prevede un ciclo molto simile a quello del Ramjet, ma con la fondamentale differenza che la combustione avviene in regime supersonico (cosa assolutamente non semplice soprattutto per problematiche legate al tempo fluidodinamico di reazione). La presa d’aria deve quindi essere in grado di di rallentare solo un po’ il flusso in ingresso alla camera di combustione. Ciò è possibile con delle onde d’urto “oblique”, decisamente meno dissipative di quelli “normali”. Inoltre l’architettura dello Scramjet non prevede particolari “strettoie” e gole tipiche del Ramjet: in questo caso, infatti, la camera di combustione deve essere un condotto già divergente per favorire l’aumento di velocità prima ancora di entrare nell’ugello di espansione.

Ovviamente il diavolo si nasconde nei dettagli: le temperature raggiunte in questi sistemi raggiungo facilmente i 2500 gradi (a causa della così detta temperatura di ristagno), una sfida ingegneristica molto ambiziosa per i materiali oggi disponibili. Le fore aerodinamiche (che variano con il quadrato della velocità) inducono importanti sollecitazioni sul veicolo. Necessità di compensare importanti fenomeni di instabilità legati al non perfetto parallelismo del flusso in ingresso. Tanto per citane alcuni…

Ah, qualora non fosse chiaro, è ovvio che ne Ramjet ne Scramjet sono in grado di garantire il decollo del veicolo per cui vanno affiancati a sistemi più tradizionali.

Insomma, facile non di certo, ma se vogliamo fare il prossimo passo (prima di parlare di sistemi ancora più esotici di propulsione… per questo più affascinanti) dobbiamo darci una mossa (più veloci del suono!) in questa direzione.

WU

PS. Per quanto riguarda il livello di sviluppo: per lo Scramjet per il momento stiamo parlando di (tanti) studi e qualche prototipo in giro per il mondo, ad esempio il programma Hyper-X della NASA (X-43). Mentre il Ramjet è una realtà, almeno per applicazioni balistiche che vengono sganciate direttamente da aerei in volo già in regime supersonico.

PPSS. Divulgativo e qualitativo, come di consueto. Tanto per un’infarinatura, per rinfrescarci la memoria o per motivare ulteriori approfondimenti a riguardo.

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Le Yike Bike sono fra noi (?)

E’ in giro da un po’, anche se il fatto di non vederne le strade piene un po’ mi fa sospettare (quanto meno sulla bontà del busness plan che avevano in mente…). Viene lanciata nel 2009 alla Eurobike in Germania, entra in produzione nel 2010 (notevole la velocità di ingegnerizzazione e la messa a punto dei processi produttivi) e dal 2011 è disponibile sul mercato (anche su Amazon, il punto di riferimento) allora, pare, sia il must-have della mobilità urbana (che io non ho ancora mai visto dal vivo…).

Scetticismo (da commerciale) a parte l’idea mi pare ganzissima. Forse una delle poche vere rivoluzioni al concetto di micro-mobilità urbana (non tanto una rivisitazione del concetto di bici che credo sia stato già ampiamente esteso/rivisto da Leonardo in poi).

To design a personal transportation device that was safe, manoeuvrable and as easy to ride as a bike but specifically designed to be smaller so that it can be easily taken anywhere in a congested city. Rather than take a normal bike and crunch it up like most folding bike designs we took a step back to see if there was another safe stable configuration that is vastly smaller when folded.

We started from the assumption that you need a decent sized front wheel so you can go through pot holes, up curbs and over bumps in a safe comfortable way. You can see from the development history that it took a lot of trying to find a stable easy to ride design. Although we started with pedal only versions we found that we could make a smaller lighter more useful version using latest battery, motor and controller technologies.

Stiamo parlando della Yike Bike. Una “concept bike” (si può dire?) elettrica che ricorda un po’ un velocipede con il “ruotone” vanti ed il “ruotino” dietro. Il manubrio è sotto il sedere e si guida “di spalle” guardando la strada. Chiaro no?

Ah, si può anche ripiegare, raggiunge circa i 23 km/h, percorre fino a 20 km con una carica (che dura circa un’ora e mezza) e pesa meno di una dozzina di chili. Beh, peso e concept a parte le prestazioni non sono propriamente eccezionali (rispetto alle moderne bici elettriche), ma evidentemente sono di seconda importanza rispetto alla possibilità di impacchettarla in ascensore senza sforzo (ah, si, anche di apparire, certamente).

Dicono (rinnovo i dubbi) che ne vendono più di 22 milioni l’anno, che sono presenti in 275 città (evidentemente viaggio poco o male) e che in totale sono stati percorsi con una Yike più di 3.7 milioni di Km…

… e poi mi piace parecchio il “buy your freedom” come tasto per portarti alla sezione acquisti del sito. Ah, non trascurabile, Yike Bike va dai circa 5000$ a 8000$, in base al modello. Non di certo economica (anzi, personalmente, non so se per questi importi ne vale veramente la pena…), ma d’altra parte la vostra libertà varrà pure qualche migliaio di dollari, no? Ammesso che sia questa l’unità di misura della libertà…

Stilish, costly e tante alte cose interessanti.

WU

PS. Sono neozelandesi, non mi è chiaro chi li ha finanziati (assumo da un certo punto in poi sia inevitabile per vedere “un pezzo di ferro” partendo da “un’idea”, per quanto egregia questa possa essere).

Silbervogel

Uccello d’argento, che potrebbe benissimo essere il nome di un Cavaliere dello Zodiaco, invece si tratta di un progetto bellico tedesco decisamente avveniristico per la sua epoca (e sotto molti tratti ancora oggi…).

Un così detto “bombardiere antipodale” che aveva come suo tratto distintivo quello di combinare l’utilizzo di un motore a razzo e di una forma portante (stile aereo); praticamente lo stesso connubio che è alla base degli svariati progetti degli “spazioplani”, da quelli più storici (X-20, Space Shuttle) a quelli più avveniristici (qui la lista sarebbe lunga…).

L’uccello d’argento era una specie di mega-proiettile di circa 10 tonnellate, 30 metri e 15 metri di larghezza alare. Era progettato per “rimbalzare sull’atmosfera” e grazie a questo principio raggiungere enormi distanze. Veniva lanciato lungo una slitta di 3 km sui quali un carrello (spinto da 12 razzi stile V2) lo accelerava fino a 1900 km/h, velocità sufficiente a generare portanza nelle sue ali e quindi decollare. Praticamente un decollo assistito che però lo sollevava dall’onere di portarsi dietro il propellente ed i booster per accelerare (come faceva, invece, lo Shuttle).

Dopo il lancio e l’ascesa in atmosfera, Silbervogel raggiungeva (beh, avrebbe dovuto raggiungere) una quota di circa 145 km grazie all’utilizzo del proprio motore che lo avrebbe spinto fino ad oltre 22000 km/h. Una volta raggiunta questa quota, il velivolo sarebbe naturalmente rientrato fino a scendere sino alla stratosfera, circa 40 km di quota, ove la maggiore densità dell’aria avrebbe generato una portanza sulla pancia piatta dell’ “aereo” tale da avergli fatto riprendere quota e quindi ripetere il processo.

Il velivolo poteva volare (secondo i calcoli) fra i 19000 ed i 24000 km; poteva attraversare l’oceano atlantico equipaggiato di una bella bomba e poteva, una volta sganciata, “rimbalzare” fino ad atterrare in un “porto sicuro” (la faccio più semplice: lanciato dalla Germania, l’uccellaccio volava fino agli Stati Uniti ben equipaggiato della sua atomica – che comunque i tedeschi non avevano -, rilasciava il suo prezioso carico su una città a sua scelta, e se ne “rimbalzava” fino al Giappone dove avrebbe potuto atterrare).

Il progetto non lasciò mai la galleria del vento (praticamente un prototipino davanti un ventilatore) e fu chiuso a causa dei suoi costi (cosa effettivamente non comune nella dotazione finanziaria degli anni delle guerre mondiali). Da un certo punto di vista fu un bene (oltre, evidentemente, che per il fatto che non abbiamo sganciato bombe nucleari sugli Stati Uniti), dato che (in base alle analisi svolte nel dopoguerra) le temperature raggiunte per via dell’attrito dall’aereo erano state abbondantemente sottostimato e l’aereo si sarebbe sciolto per i materiali di cui era fatto (non a caso lo Space Shuttle fu poi dotato di degli scudi termici…).

I suoi inventori (Sänger e Bredt) passarono da un governo all’altro dopo la fine della guerra, dovettero subire le classiche iniziative della guerra fredda (rapimento?), ma alla fine il Silbervogel non vide mai la luce. Il suo lascito confluì nel progetto (americano, questa volta) del X-20 Dyna-Soar in cui la Boing voleva fare sostanzialmente una copia dell’uccello di argento. Anche in questo caso il progetto non vide mai la luce (660 milioni spesi fra il 1957 ed il 1963), ma molte delle tecniche e tecnologie sviluppate confluirono nella progettazione dello Shuttle.

Oggi l’Europa sta provando a fare qualcosa di vagamente simile con XIV e con lo Space Rider; gli scopi sono assolutamente non bellici (anche se l’utilizzo duale della tecnologia aiuta, diciamo così, il reperimento di fondi): dall’idea di andare a bombardare qualcuno siamo passati all’idea di avere uno “spazioplano” (che richiede, evidentemente, uno spazioporto) per portare turisti (ben paganti) nello spazio. Le basi della “new space economy” (qualunque cosa sia) partono da lontano, lontanissimo… quelle tecniche, sia chiaro.

WU

La mia casa è la

Haneda Internatinal Airport, Tokyo, Giappone, 1954. Una giornata normale, forse un po’ più torrida della media (in base alla fonte ove si reperisce l’informazione).

Un passeggero fra i milioni in transito nell’aereoporto si avvicina alla dogana per espletare le normali formalità richieste (dal governo nipponico e non solo). Un uomo come tanti, mezza età, tratti caucasici, un po’ più alto della media, ben vestito. Nulla attira particolarmente l’attenzione su di lui, nulla fa percepire la sua provenienza.

Si avvicina al banco della dogana, presenta il passaporto. Dice di essere in viaggio per affari (con tanto di indicazione della ditta) per la terza volta in Giappone. Il diligente impiegato dell’ufficio doganale prestava particolare attenzione a tutti gli stranieri che arrivavano in Giappone della’Europa (…e faceva bene; siamo negli anni subito dopo WWII ed il Giappone stave cercando di ricostruirsi sia internamente che in termini di relazioni internazionali).

Tutto in regola sul passaporto (con tanto di timbri di varie nazioni) se non per un particolare. Un particolare che forse neanche tutti ci avrebbero fatto caso (beh, magari non è vero se di lavoro fai l’ufficiale della dogana…): il paese di provenienza.

Taured Passaport.

Ovviamente il primo pensiero andò ad un documento falso. Ovviamente nessuno aveva mai sentito parlare di Taured. Ovviamente (altrimenti non saremmo qui a raccontare questa storia) tutte le pagine del passaporto risultarono assolutamente originali, oltre che timbrate da varie dogane in giro per l’Europa (il passaporto era quindi già stato utilizzato, e non una sola volta!).

Ma oltre al danno (quale?) la beffa: alcuni timbri (tralasciando la domanda: come aveva fatto a fare avanti e dietro per l’Europa un passaporto di Taured?) erano anche della dogana Giapponese! Il passaporto confermava quanto detto dall’uomo: non era il primo viaggio in Giappone per lui.

E non era tutto, la presenza di molte banconote autentiche di vari paesi che l’uomo portava con se confermavano la veridicità delle informazioni fornite.

Ulteriori controlli erano d’obbligo. Il viaggiatore parlava fluentemente il francese, oltre che un modesto giapponese. Fornì tutta la documentazione richiesta per attestare la sua identità. Collaborativo e senza creare problemi.

Carta di identità, patente ed ogni altro documento risultavano originali ed emessi (ovviamente) dalla Repubblica (ah, era una repubblica?) di Taured. E come se non bastasse (si narra che) lo stesso viaggiatore si dimostrasse quanto mai sorpreso dal constatare tutti questi problemi, a suo dire mai occorsi durante i suoi innumerevoli viaggi. A questo punto era troppo (non è mai troppo in questi casi…): gli agenti, esasperati, presero una bella crtina geografica, la misero davanti al Taurediano e gli chiesero di mettere il ditino sul posto dove lui sapeva trovarsi il suo paese.

L’uomo dichiarò che Taured si trovava esattamente tra la Francia e la Spagna e li appoggiò il suo dito. Ma con stupore anche dello stesso viaggiatore il punto su cui il dito si era poggiato non indicava Taured (ma dai?!) bensì… Andorra. Le cose a questo punto degenerarono: era il viaggiatore a sentirsi preso in giro, gli avevano evidentemente dato una cartina vecchia o errata. Taured era li da secoli!

Taured.png

Che Paese è Taured? Dove si trova di preciso? Chi era il viaggiatore? Da dove veniva? Come avrebbe potuto viaggiare in mezzo mondo? Come poteva tornare a casa (ammesso si riuscisse a capire quale fosse)?

Le autorità procedettero con l’investigazione. Chiamarono innanzitutto l’azienda per la quale l’uomo disse di lavorare: un nulla di fatto dato che l’azienda non solo disse di non a vere l’uomo nel suo organico, ma anche (e soprattutto) di non avere idea ci cosa/dove fosse Taured. Venne quindi chiamata l’azienda nipponica (il misterioso viaggiatore era in un viaggio d’affari, no?!) con cui l’uomo avrebbe dovuto chiudere un importante affare: un altro nulla di fatto, non avevano idea di chi fosse l’uomo ed anche loro non avevano mai sentito nominare Taured. Fu chiamato l’albergo che avrebbe dovuto ospitare l’uomo… indovinate un po’? Nessuna stanza a suo nome.

I viaggiatori di origine ignota seguono uno specifico protocollo che prevedeva il coinvolgimento delle autorità, cosa che sarebbe successa il giorno seguente e pertanto l’uomo venne trasferito in una struttura per passare la notte, piantonato (ovviamente) da un paio di guardie (armate, in base alle versioni) alla porta. Il viaggiatore non oppose ovviamente resistenza (devono essere ovviamente tutti molto pacifici a Taured), chiese una pastiglia per il mal di testa (ci credo, ti ritrovi senza nazionalità…) ed augurò la buona notte.

Come ogni mistero che si rispetti, quella fu l’ultima volta che il misterioso Taurediano fu visto.

Il mattino seguente, in forze (agenti di spionaggio, polizia, agenti della dogana, agenti della sicurezza e chi più ne han più ne metta), si presentarono alla porta del viaggiatore. Le guardie riferirono che era tutto in ordine, che il viaggiatore non era mai uscito dalla stanza, che non avevano udito rumori di sorta e che “l’ospite” non si era ancora svegliato. Aperta la porta: nessuno. Finestra ovviamente ben chiusa e bloccata (beh, volevano proprio evitare la fuga d’altra parte…).

Non vi era nessuna traccia né del viaggiatore né dei suoi effetti personali (i famosi documenti originali di Taured). Ovviamente la beffa era troppa e (si dice che) la reazione del fiero Giappone fu quella di seppellire tutta la faccenda e non parlarne più… a meno delle storie che si raccontano fra decenni fra gli operatori aeroportuali…

Ciò detto potete pensare ad una bufala aiutata a diffondersi grazie alla rete. Potete aver letto la solita storiella su universi paralleli o su viaggi nel tempo. Potete etichettarla come una cazzata pazzesca. Forse potreste pensare che è successo veramente e non abbiamo capito ancora nulla delle leggi che regolano il nostro universo. Potreste mediare dicendo che forse c’è qualche base di verità condita da tanto complottismo. Personalmente mi piace pensare (e mi “rinfresco storielle del genere tanto per avere una misura di quello a cui ci piace, in quanto umani/mortali, credere) che ha trovato il modo di tornare a casa, ovunque e quantunque essa fosse.

WU

PS. Ovviamente la mente va alla trama di The Terminal (almeno in parte). Che a sua volta si basa sulla (vera) storia di Mehran Karimi Nasseri. Apolide, ma iraniano, non taurediano.

PPSS. Questo (che però pare essere un racconto decisamente più vero) ve lo ricordate?

Colpo di fulmine

Uno di quegli scatti che valgono una carriera (beh, almeno secondo me che non mi sfamo facendo foto… e ad ogni modo lo scatto è “semplicemente” un fotogramma di un video “standard” che si fa durante il lancio di vettori spaziali…). Ad ogni modo lo scatto (reale!) ritrae un evento raro, ma non unico.

Il lanciatore Soyuz 2-1b, durante il suo ultimo lancio del 27 Maggio 2019 (alle 06:23 UTC, se proprio volete essere precisi), è stato colpito da un fulmine. La missione prevedeva di portare in orbita il satellite Glonass-M, della costellazione russa che fornisce servizi di navigazione a supporto dei sistemi militari e civili.

Durante la sua ascesa il missile (si, per scopi pacifici, ma di fatto è di questo che stiamo parlando) ha intercettato ed attirato verso la sua struttura metallica un fulmine formatosi in una vicina tempesta. Siamo nei pressi della base di Plesetsk, a circa 800 chilometri a nord di Mosca.

La piacevole sorpresa è che l’evento, a parte la suggestione, non ha avuto assolutamente nessuna conseguenza. Il vettore ha rilasciato correttamente, dopo circa 3.5 ore dal lancio, il suo prezioso carico in orbita. Subito dopo, ovviamente preoccupati per la salute del satellite, il centro di controllo missione ha cercato di stabilire un primo contatto con il Glonass-M e… magia delle magie, la telemetria si è dimostrata stabile e nominale per tutti i sistemi di bordo.

Tutto secondo copione, insomma. D’altra parte non è certo la prima volta che un fulmine colpisca un razzo durante il lancio. Uno dei più famosi “incidenti” in questo senso ci riporta all’era Apollo.

Il 14 novembre del 1969, il razzo Saturn V (NASA, siamo in America questa volta) stava lanciando l’Apollo 12 con a bordo tre astronauti, destinazione Luna. Durante la fase di ascesa il tempo era molto nuvoloso, ma non vi erano temporali in corso, ciononostante il Saturn fu colpito da ben due (e la miseria!) fulmini durante la fase di ascesa. Questa volta qualche ripercussione ci fu (ed immaginate facilmente lo spavento per l’equipaggio) dato che il fenomeno mise temporaneamente fuori gioco alcune strumentazioni del vettore.

Anche in questo caso, comunque, tutto si risolse per il meglio e gli astronauti allunarono secondo copione. Ovviamente procedure e strutture “anti-fulmini” furono raffinate dall’epoca fino ad arrivare alla nostra recente Soyouz a cui, evidentemente, un fulmine non fa ne caldo ne freddo (è proprio il caso di dirlo…).

Il fulmine non è un ostacolo per te!” ha scritto nel suo immancabile Tweet il direttore generale dell’Agenzia Spaziale Russa, Roscosmos. C’è da esserne fieri, non c’è che dire… ed affascinati.

WU

PS. “Il fulmine governa ogni cosa” diceva Eraclito, che evidentemente non conosceva la Soyuz 🙂 .

Kamov Perspektivny Boyevoy Vertolet

Pianta circa triangolare (che onestamente ricorda molto quella degli aerei da combattimento), ampia ala a delta, abitacolo a posti affiancati, parte posteriore occupata dai propulsori a turboventola, due impennaggi verticali (a freccia composita, per i più tecnici) che si estendono anche sotto la fusoliera.

Sembra un po’ la descrizione di un aereo, da combattimento magari. Invece stiamo parlando di… un elicottero. L’ultimo sviluppo tecnologico trapelato (mi chiedo sempre in questi casi quanto la fuga di informazioni possa essere volontaria) dal bureau Kamov. Dipartimento di progettazione della Russian helicopters, azienda di stato russa che fa praticamente tutto sugli elicotteri, e non solo in Russia… (According to our data, there are over 8,000 Russian helicopters operating in over 100 countries. Russian Helicopters products account for approximately 90% of the rotorcraft market in Russia and 10% of worldwide helicopter sales.)

KamovElicopter.png

Si tratta di un progetto per un elicottero ad alta velocità e la descrizione di cui sopra è completata da due eliche coassiali controrotanti con estremità arrotondate. L’elicottero pare combinare diversi dei tratti degli aerei da combattimento in termini di agilità, portanza e prestazioni con alcune caratteristiche proprie dell’elicottero: agilità, grandi stive, hovering, volo a quote molto basse, etc. La spinta, tuttavia, sembrerebbe più data dai due motori di coda piuttosto che dalle pale e la cosa spiegherebbe anche la velocità raggiungibile dal mezzo.

Le dimensioni non sono ufficiali (e cosa lo sarebbe?), ma scalando le dimensioni di “un sedile tipo” dovrebbero essere circa 14.5 metri di lunghezza, 5.5. di altezza e circa 11 metri di apertura alare (cioè, delle pale…).

Ma una delle cose che impressiona di più in questo strano ibrido è che la velocità dichiarata/assunta/stimata si aggira attorno ai 700 km/h! Tanto per intenderci circa tre volte quella di un normale elicottero. Questo consentirebbe inoltre uno sfruttamento più efficiente del propellente e quindi anche un raggio di azione estremamente maggiore per l’elicotterone.

Che la Russia sia attiva nel campo dei “super elicotteri” militari è cosa ben nota: ha in cantiere prototipi sperimentali più simili a classici elicotteri, sta studiando lo schema coassiale come quello qui sopra descritto ed ha, ovviamente, anche sviluppi in corso su sistemi con un rotore principale e eliche traenti sulle ali (tipo convertiplano). Non credo che tutti vedranno la luce, ma rimane il fatto che il sistema congegnato per l’elicotterone in questione non si è visto altrove e lo sforzo di fantasia (leggi ingegno) dei tecnici russi è lodevole.

WU

PS. Fatevi un giro in rete ed apprezzerete, ancora una volta, quanto frammentarie, vaghe, ma anche intriganti possono essere le notizie “fatte trapelare” da fonti russe (o soggetti ad esse vicini…). Oppure vogliamo etichettare tutto come disinformazione fatta di proposito?

PPSS. Mi torna in mente questo

Sciagura del treno 8017

Ricordiamo.

correva l’anno 1944; il 3 Marzo per la precisione (e ti pareva che non arrivo almeno con un giorno di ritardo…).

Nel pomeriggio del giorno precedente il treno merci speciale 8017 parte da Napoli con destinazione Potenza. Il suo carico è composto da legname da utilizzare nella ricostruzione dei ponti distrutti dalla guerra.

Il lunghissimo convoglio, alla stazione di Salerno, fu dotato di due locomotive a vapore al fine di percorrere l’ultimo tratto, fra Battipaglia e Potenza, che all’epoca non era elettrificato. Le 540 tonnellate di treno, composto da 47 vagoni merci (un mostro per l’epoca!) erano in origine previste esser mosse solo da una singola locomotiva a vapore, ma la necessità di dover trasferire la seconda a Potenza e per agevolare il duro valico fra Baraggiano e Tito spinsero il personale ad includere anche la seconda locomotiva. Siamo nel 1944, le locomotive a vapore erano essenzialmente a cabina aperta con un macchinista che pilotava la locomotiva ed un fuochista che spalava carbone.

Il treno merci era nascondiglio sicuro per centinaia di viaggiatori clandestini provenienti soprattutto dai grandi centri del napoletano. Siamo alla fine della guerra per cui si cercavano scambi fortuiti di derrate alimentari nei piccoli centri lucani (paesi di montagna in parte risparmiati dalla guerra). non stiamo parlando di poche persone, ma di parecchi clandestini che portarono (si stima) a superare le 600 tonnellate come massa complessiva del convoglio. Ad Eboli una parte dei clandestini fu fatta scendere, ma quasi senza successo dato che molti di loro salirono nelle stazioni successive fino a raggiungere (si stima) almeno i 600 clandestini a bordo.

Attorno alla mezzanotte il convoglio era fermo alla stazione di Balvano per manutenzione alle due locomotive prima di affrontare un impervio tratto fatto di parecchie gallerie strette e caratterizzato da una ripida pendenza. Fra queste gallerie c’era la (oggi tristemente nota) galleria delle Armi. Proprio qui, a causa dell’eccessivo peso, l’elevata pendenza e la forte umidità le ruote del convoglio iniziarono a slittare facendo così perdere aderenza al treno fino a farlo fermare in galleria. La galleria delle Armi misura (tutt’oggi) circa 2 km, ha una pendenza fino al 13%; il treno si fermo a circa 800 metri dall’ingresso, lasciando solo due vagoni fuori dalla galleria.

Gli sforzi della locomotiva per far riprendere la marcia al treno, il passaggio poco prima di un altro convoglio nella galleria, la scarsa areazione del luogo, il tipo di carbone molto solforoso (e di scadente qualità), furono tutte concause che fecero aumentare velocemente la concentrazione di monossido di carbonio nell’aria. La maggior parte dei passeggeri a quell’ora dormiva, il personale delle locomotive perse velocemente i sensi senza poter dare l’allarme e senza poter coordinare gli sforzi. Il dramma si stava consumando.

Il personale delle due locomotive, allo stremo delle forze e senza aver avuto modo di interagire agì istintivamente in maniera opposta. Mentre una locomotiva diede massima potenza per cerca di superare lo stallo e ripartire, quello dell’altra invertì la marcia a tutta potenza per cercare di retrocedere. Gli sforzi furono dunque inutili ed ebbero come unico risultato quello di contribuire all’aumento di monossido di carbonio nell’aria. Inoltre, ad aggiungere beffa alla tragedia, quando l’operatore dell’ultimo vagone (… che era appunto rimasto fuori dalla galleria) vide che il treno stava retrocedendo applico, come da procedura, il freno manuale proprio per evitare che il treno indietreggiasse.

I superstiti degli ultimi vagoni raggiunsero quindi a piedi la stazione di Balvano per dare l’allarme, ma era evidentemente troppo tardi. Ci volle molto tempo a far giungere sul luogo più squadre di soccorso e solo i passeggeri degli ultimi vagono, pesantemente intossicati, furono recuperati vivi.

Il disastro costò la vita almeno a 517 persone confermate, ma alcune stime parlano anche di decine di vittime in più. La sciagura del treno 8017 rimane ad oggi il più grave incidente ferroviario in Italia per numero di vittime. Molte delle vittime, clandestini, non vennero mai riconosciute e furono sommariamente seppelliti in quattro fosse comuni nel piccolo cimitero di Balvano

Ad aggravare il tutto c’era un precedente. Un mese prima nella galleria successiva a quella delle Armi (con pendenze fino al 22%) un altro convoglio era rimasto bloccato con gravi segni di intossicamento per tutto l’equipaggio che però si salvò. Per ridurre l’eventualità di questi incidenti era stato disposto il limite di 350 tonnellate per questa tratta e l’utilizzo di locomotori diesel-elettrici (con eventualmente una locomotiva a vapore in coda).

L’indicente si chiuse senza colpevoli, ma imputato a “cause di forza maggiore”.

Nel 1966 la tratta Battipaglia-Metaponto fu completamente elettrificata.

Amen

WU

PS. Una storia che mi mette tristezza… per tantissimi motivi e se non altro per il fatto che non è diventata la trama di un kolossal.

Ion Drive Plane

2,45 kg di peso, 5 metri di lunghezza ed un molto-poco-romantico nome “Version Two”. Di certo non abbastanza per metterci a bordo nessun passeggero e nemmeno abbastanza romantico da raccontarlo la sera ai bambini, ma sicuramente uno di quei piccoli passi che aprono la strada a significative evoluzioni tecnologiche che plasmeranno il mondo di domani.

Sto parlando di un modello in scala di una aeroplano che è stato di recente testato al MIT. Fin qui nulla di nuovo se non fosse per il sistema propulsivo del giocattolo: vento ionico.

Ammetto che detta così sembra quasi una notizia alla “Tiscali”; cerchiamo quindi di dettagliare un po’ meglio. Si tratta di un sistema propulsivo che riesce a tenere in volo l’oggetto (ripeto, per ora tine in volo per qualche secondo un giocattolino, ma che ha comunque l’importante caratteristica di essere più pesante dell’aria!) senza la necessità di parti mobili, senza rumore e senza inquinare.

Una sorta di sogno.

Ok, ma in effetti cosa tiene per aria il giochino? Vento ionico, e che altro senno?

In the prototype plane, wires at the leading edge of the wing have 600 watts of electrical power pumped through them at 40,000 volts. This is enough to induce “electron cascades”, ultimately charging air molecules near the wire. Those charged molecules then flow along the electrical field towards a second wire at the back of the wing, bumping into neutral air molecules on the way, and imparting energy to them. Those neutral air molecules then stream out of the back of the plane, providing thrust.

Prima o poi dovrò pure dire in breve di cosa si tratta: praticamente una serie di fili elettrici (collegati nel modellino alle due estremità delle ali) fungono da elettrodo positivo (anodo), mentre un secondo elettrodo montato sulla coda dell’aereo funge da elettrodo negativo (catodo). Una volta che una bella batteria carica il sistema quello che succede è che l’elettrodo positivo sottrae elettroni dalle molecole d’aria circostanti le quali vengono naturalmente/magicamente attratte verso l’elettrodo negativo. Durante la loro migrazione di massa le molecole cariche collidono con altre molecole neutre e spingono anche queste verso il retro dell’aeromobile, generando quindi una spinta propulsiva “in avanti”. Il video qui sotto lo spiega molto meglio di me.

E’ un (forse il primo?) esercizio di sfruttamento dei principi dell’elettro-areodinamica… modello noto dagli anni venti, ma mai usato ad utili fini propulsivi. Il motivo è più che altro il fatto che la spinta generata è abbastanza debole e, nel caso di un aeromobile, sono necessarie dimensioni (e batterie) che finora hanno reso di fatto inutilizzabile l’idea. Il vero sviluppo portato avanti (… parliamo di 9 anni di ricerca) dal MIT è proprio quello di derivare un rapporto spinta/peso ideale (non ancora ottimale) per portare il principio a far decollare e tenere in volo il modellino.

IonDrivePlane.png

Senza fare parallelismi cavallereschi fra questi secondi di volo e quelli del primo volo dei Fratelli Wright (si, ok, l’ho fatto, ma è stato breve), sta di fatto che ora il lavoro si concentrerà per far uscire il concetto dal laboratorio ed applicarlo dal giocattolo a qualche drone, o veicolo “unmanned”.

[…] Aeronautical engineers around the world are already trying hard to find ways to use electric propulsion, and this technology will offer something else that in the future may allow manned and unmanned aircraft to be more efficient, and non-polluting. In particular, the fact that they have already got this out of the laboratory, and flown a battery driven model aircraft – albeit so far on a very small and controlled scale” […]

Il potenziale è evidentemente sconfinato (ed evidentemente ancora confinato ad un lontano futuro, ma almeno la direzione sembra essere quella giusta; parliamo di aerei completamente green e con vita operativa pluriannuale: immaginiamo, ad esempio di ricaricare la batteria con pannelli solari ed il sogno è completo.

WU

Brabham BT46: the fan car

Erano gli anni del dominio Lotus in Formula 1. Era il 1978. La Brabham, scuderia di proprietà di un non-ancora-ricco-sfondato B. Ecclestone annaspava. Le direttive del boss al suo team tecnico erano chiare: “piuttosto non dormite, ma trovate un modo per battere la Lotus. Inventatevi qualcosa.

E cosi i progettisti si misero (liberamente…) all’opera per cercare di rendere più competitiva la loro vettura. Il team tecnico era guidato da Murray, ma l’idea geniale venne (giustamente) dai suoi assistenti. Ed in realtà anche loro l’avevano permutata dalla Chaparral 2J; monoposto degli anni ’70.

La vettura in questione era una delle monoposto più originale che si siano mai viste (no, non era quella con 6 ruote…). L’autovettura montava un motore V8 da 760 cavalli, abbastanza spumeggiante per mettere in difficoltà la tenuta di strada della macchina che non aveva un’aerodinamica propriamente all’avanguardia. Tuttavia il problema fu genialmente risolto integrando nella parte posteriore dell’automobile… due ventoloni da circa 40 cm di diametro. Erano due ventole da motoslitta che avevano il compito di risucchiare l’area dalla parte bassa dell’autovettura creando una deportanza che la manteneva praticamente appiccicata al suolo… praticamente enfatizzava in maniera attiva il così detto “effetto suolo”. L’idea praticamente incollava l’autovettura al suolo a qualunque velocità e ne aumentava contemporaneamente la manovrabilità.

La Chaparral 2J corse solo nel 1970 e si confermò come l’auto più veloce di tutto il mondiale (anche se non vinse mai una gara) prima di essere vietata dal regolamento (… o meglio dalla pressione di alcuni team influenti, primo fra tutti la McLaren che vedeva scalzato il suo primato di velocità).

Ad ogni modo, tornando alla nostra Brabham, nel 1978. I dispositivi aerodinamici mobili (come appunto le ventole che aumentavano drammaticamente l’aderenza delle autovetture) erano ancora vietati; il vero lascito della Chaparral 2J. Inoltre nella versione originale i ventoloni erano attaccati ad un motore dedicato che aveva anche il (non propriamente marginale) effetto collaterale di aumentare la cilindrata totale dell’autovettura rendendola ulteriormente fuori regolamento.

Ma il team Brabham non si fece scoraggiare; lo studio passò dalle soluzioni tecniche a quello delle norme del regolamento… ed in particolare sull’interpretazione della norma “Se un dispositivo mobile ha un effetto aerodinamico sulla vettura, è regolare a patto che la sua funzione primaria sia diversa”. Era quello che serviva.

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Gli ingegneri misero il radiatore appositamente sopra il motore e nella parte posteriore dell’autovettura, che a questo punto andava raffreddato. E per raffreddarlo… serviva un ventolone, che ovviamente poteva avere come “effetto collaterale” quello di aumentare la deportanza dell’automobile. La ventola era inoltre collegata ad un’estensione dell’albero primario per cui non aumentava la cilindrata totale del mezzo. Diciamo che la soluzione era inattaccabile da dalle vigenti norme regolamentari.

La vettura debuttò al Gran Premio di Svezia 1978 (per quel che ne so ultimo gran premio disputato in Svezia. La Brabham, motorizzata Alfa Romeo, era guidata da un già-famoso Niki Lauda. Il team aveva pochi dubbi sulla genialità della soluzione e sul fatto che il regolamento non avrebbe potuto bandire la vettura. Anzi, erano così certi della propria superiorità che tentarono addirittura di “rallentare” la vettura imbarcando più carburante possibile. Il dominio fu netto, nettissimo: secondi e terzi in griglia di partenza e stravittoria per Lauda.

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La prima gara della Brabham BT46 coincideva con un successone. Anche l’ultimo. L’unico.

Ancora una volta l’idea del ventolone rompeva le uova nel paniere a troppi “big team” e le scuderie non avevano tutte voglia (chissà se era solo questione di voglia…) di modificare in maniera così importante il design delle loro autovetture. Il regolamento fu dunque aggirato dichiarando la ventola fuori regolamento dato che i piloti delle altre vetture che incappavano nella scia della Brabham BT46 dichiararono di soffrire di una “pioggia” di ghiaia e polvere sollevata dall’aspiratore che ne impediva la visuale.

La Brabham BT46 rimane tutt’oggi l’unica autovettura di Formula 1 ad aver mai corso con una ventola posteriore. La maggior parte del lavoro tecnico e burocratico fu vano (se non atto a dimostrare il drammatico incremento delle prestazioni), spazzato (è il caso di dirlo) da regole fatte ad-hoc.

Una storia forse un po’ triste, ma che conferma che i progressi tecnici sono solo uno (IMHO dovrebbero essere il principale) degli aspetti della vittoria di un prodotto (e non solo in Formula 1); purtroppo aver a che fare con leggi, cavilli e “personaggi influenti” è spesso molto più complicato di studi aerodinamici.

WU

Sinclair C5

La premessa è che “non è bello ciò che è bello, ma è bello ciò che piace”. Tuttavia la Sinclair C5 mi pare proprio un caso raro di “brutto oggettivo” 🙂 . Mi sembra un incrocio fra un golf-cart ed uno scooterone.

Stiamo parlando di uno dei più grandi flop dell’industria automobilistica del dopoguerra.
La Sinclair C5 fu un pioniere della mobilità elettrica. Era un ibrido auto-moto-bici che fu commercializzato nel Regno Unito per alcuni mesi del 1985.

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Il veicolo era dotato di tre ruote, due pedali ed un motore elettrico da 250 W.
Una sorta di tre ruote a pedalata assistita in cui i pedali erano da usarsi “da sdraiati” (credo si definiscano mezzi recumbent…).

Il dubbio mezzo pesava circa 40 kg e raggiungeva la non-invidiabile velocità di 24 km/h. L’autonomia era limitata ad una ventina di km e non sopportava (ne il mezzo, ne evidentemente il conducente dato che era esposto alle intemperie… cosa che non lo rendeva proprio adatto al mercato UK) condizioni di forte freddo.

La trazione elettrica era da attuarsi a mano e… le frecce ed il clacson facevano parte di un kit da acquistare a parte… A parte il design discutibile, il momento storico forse poco favorevole, opinioni di stampa non proprio favorevoli, il Sinclair C5 era anche affetto da dei difetti strutturali che ne determinarono il pronto declino.

La trasmissione era tutta in plastica, per alleggerire il mezzo e ridurre la richiesta di lubrificazione, ma allo stesso tempo rendeva il mezzo fragile e e suscettibile ad usura. L’elettronica di bordo era di bassa qualità. Il conducente era completamente esposto agli agenti atmosferici (… neanche a dirlo che una specie di mantellina anti-pioggia faceva parte di un altro kit opzionale da comprare a parte). Non aveva marce ed il motore si surriscaldava facilmente… serve altro?

Il Sinclair C5 fu commercializzato per soli 10 mesi. Furono venduti non più di 8000 esemplari anche se ne furono assemblati circa 12000. Il bilancio per la Sinclair fu una perdita netta di circa 8 milioni di sterline. Oltre che 6 anni fra sviluppo e produzione ed una figuraccia colossale.

Forse oggi, con le accortezze del caso e sfruttando tutti i progressi tecnologici dell’ultimo trentennio, il mezzo avrebbe più fortuna… ed effettivamente veicoli ibridi (anche se non così tanto ibridi) si vedono circolare ed in fondo non sono neanche così bruttini.

WU

PS. Mi torna in mente quest’altra chicca