Analizziamo una scena di Top Gun: Maverick - Propulsori aeronautici per il volo ipersonico
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- เผยแพร่เมื่อ 14 มิ.ย. 2022
- #darkstar #topgunmaverick #sr71blackbird #acdrone
In questo video analizzeremo il commento di Maverick nel film Top Gun quando a bordo del velivolo ipersonico dice: "Transizione a Scramjet" per volare oltre Mach 3.5.
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Per poter volare ad una velocità così alta i classici propulsori usati dai velivoli militari, ovvero i motori turbojet o turbofan non sono adatti per volare a Mach maggiori di 3. La limitazione sulla velocità di volo per un turbogetto è data dalla necessità di rallentare il flusso d'aria in ingresso a velocità inferiori a quella del suono in modo da evitare la formazione di onde d'urto nel compressore. Dal momento che la temperatura di ristagno cresce con il quadrato della velocità, alle velocità più elevate corrispondano temperature dell'aria in ingresso al compressore tali da rendere critica la resistenza strutturale delle sue palette. Aumenterà anche la temperatura in uscita dell'aria dal compressore rendendo problematico anche l'abbassamento della temperatura dei prodotti di combustione in ingresso alla turbina mediante diluizione in camera di combustione.
Per poter volare a velocità più elevate bisogna quindi avere un propulsore che non sia dotato di organi meccanici in movimento.
Il ramjet è formato soltanto da una presa d’aria, una camera di combustione e da un ugello. La presa d’aria è progettata in modo da comprimere il flusso d’aria senza utilizzare il compressore portandolo da una velocità supersonica a un Mach di circa 0.3 all’ingresso della camera di combustione. Per tale ragione esso non `e in grado di fornire spinta a punto fisso ed ha il suo campo d’impiego per Mach compreso tra 3 e 6. Per valori più elevati della velocità di non `e più possibile rallentare in modo efficiente il flusso fino a velocità subsoniche prima di entrare in camera di combustione.
Il tratto successivo è caratterizzato dalla camera di combustione in cui viene direttamente iniettato combustibile nebulizzato. Il flusso viene in questo modo energizzato, portando con sé un notevole aumento di entalpia, che lo riporta ad un regime sonico (M=1) nella sezione di gola posta a valle della camera.
Il tratto finale è necessariamente caratterizzato da un divergente.
Il ramjet per poter funzionare deve avere una velocità di ingresso molto elevata (circa Mach 0.8) ed in ogni caso il suo rendimento migliore si ha a Mach 3. Dunque a differenza del turbogetto, il ramjet non funziona a punto fisso.
La Pratt & Whitney negli anni 50 iniziò lo sviluppo di un motore ibrido tra turbogetto e ramjet che culminò nel mitico J58. Questo motore per farla semplice era un classico turbojetto con postbruciatore fino a circa Mach 2. Oltre tale velocità un sistema di aperture variabili nella presa d’aria faceva si da escludere il turbojet e far passare l’aria attorno in quello che era un vero e proprio ramjet. È un po come se il turbojet fosse contenuto all’interno del ramjet.
Un motore di questo tipo ha una velocità di volo massima pari a Mach 6 circa. Questo perché Il limite superiore di applicazione di questo tipo di propulsore è fissato all'incirca a Mach 6, più che dalla resistenza dei materiali alle elevate temperature (che si autolimitano in parte, grazie agli effetti di ionizzazione dell'aria che assorbono calore), dall'elevata temperatura dell'aria in ingresso nella camera di combustione, la quale, aumentando la velocità, è progressivamente aumentata e sempre meno soggetta a un aumento significativo ulteriore a effetto della combustione; quindi il getto è accelerato in proporzione in maniera sempre meno incisiva. Infatti La temperatura T4 risulta, nel caso dello statoreattore, fissata o dalla massima temperatura raggiungibile dalla combustione del combustibile in aria, oppure, nel caso che quest’ultima temperatura risultasse troppo alta per le pareti della camera di combustione o dell’ugello, dalla massima temperatura sopportabile da questi organi (sar`a comunque pi`u elevata di quella accettabile in una turbina). Dunque a velocità prossime a Mach 6 la presa d’aria non riesce più a comprimere il flusso e renderlo subsonico e dunque la temperature del flusso in ingresso nella camera di combustione risulta essere uguale alla massima temperatura raggiungibile da una combustione convenzionale.
Nel film il velivolo doveva raggiungere Mach 10 ed in effetti Maverick usa il termine Scramjet, non ramjet.
Lo scramjet (Supersonic Combustion Ramjet) è proprio un’evoluzione del ramjet in cui la combustione avviene in regime supersonico. - วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
video strepitoso, ma per un vecchietto come me quando si parla di statoreattore non può che evocarsi la scena in cui Michael Knight essendo la turbina di kitt distrutta dopo lo scontro con Goliath, in mezzo al deserto converte il sistema propulsivo della macchina in uno statoreattore ♥️
Bellissima la puntata di kitt contro Goliath👍
Cavolo la ricordo anche io😅😅😅😅😅😅😅😅😅😅😅😅😅😅
Finalmente l’algoritmo ha fatto centro. Adoro quando si va oltre la classica divulgazione base si approfondisce il lato ingegneristico
Video con una qualità sempre più crescente, senza contare le spiegazioni sempre esaustive ma facilmente capibili
Da ingegnere aeronautico, ho sentito un brivido quando ho sentito la frase “transizione a scramjet” . Ricordi stupendi dell’esame di motori aeronautici
Tu farai sicuramente un lavoro fantastico per questa laurea.
Complimenti davvero👏❤, l'ingegneria aeronautica mi affascina più di ogni altra cosa ma al contempo mi spaventa per gli improponibili calcoli matematici che ci sono dietro, ma spero comunque di riuscirci un giorno
Video molto interessante, non ho visto il film ma ho "pilotato" virtualmente il Darkstar in Flight Simulator 2020, ed in effetti decolla con due turbogetti convenzionali, ed una volta arrivati a Mach 3, si fa la transizione con gli Scramjet, che lo spingono fino a Mach 10.2.
Volare dall'Italia alla Thailandia in poco più di un'ora, ha il suo fascino, chissà quando si potrà fare nella realtà...
Coi tempi che corrono sarebbe un risultato andarci a Mach1...
Penso che per arrivare a Mach 10 per della gente comune non allenata a certe pressioni sul proprio corpo equivarrebbe a morte certa
Bravo, sai spiegare "semplice" argomenti che proprio semplici non sono. Quello che hai detto a noi comuni mortali, basta e avanza... Grazie!
mi piace d'obbligo, spiegare con parole semplici in modo che tutti noi capiamo, processi complessi non è facile, bravo !
sono un 'vecchio' perito in costruzioni aeronautiche, è sempre bello sentire parlare di questi argomenti, mi fanno tornare a scuola
Hai la capacità di rendere chiaro e facile anche concetti come questo. Bravo e grazie...
Non so se sia una leggenda, ma ricordo che tanti anni fa lessi una particolarità dell'SR71 che mi lasciò sorpreso: i serbatoi di carburante non sono sigillati, a quota zero perdono (ovviamente in maniera controllata). Il motivo risiede nel fatto che le leghe con cui è realizzato il veivolo, se sottoposte all'aumento di temperatura andrebbero in contro ad espansione con probabili problemi di distorsione e quindi di integrità della struttura. Per questo i progettisti previdero dei gap, un po' come quelli che troviamo nell'edilizia o nei trasporti, fra un binario ferroviario e l'altro.
Anche io lo lessi. credo che il motivo sia dovuto soprattutto al JP7. Questo carburante a temperatura ambiente era quasi un olio e doveva essere riscaldato prima di essere bruciato nei motori. Significa che in pratica l'aereo "funzionava bene" solo quando la fusoliera era calda. In pratica il carburante funzionava anche da liquido idraulico e da refrigerante per l'aereo. Un SR71 vuoto pesa 30T. Poteva imbarcare 45T di carburante, cioè il 150% del suo peso a vuoto. In queste condizioni a temperatura ambiente a terra, il carburante sarebbe stato sprecato, tra perdite e viscosità eccessiva. Quindi, l'aereo decollava quasi a secco, raggiungeva Mach 3 per scaldare tutto, poi rallentava, scendeva dove lo aspettava già una sua cisterna, faceva il pieno e solo in quel momento era pronto.
Grazie mille! Era proprio il video che cercavo dopo aver visto il film 👍🏻👍🏻👍🏻
Chiarissimo. Continua così, i video che fai sono davvero interessanti.
Complimenti, la qualità dei tuoi video è migliorata, e porti ottimi contenuti
Complimenti! Hai fatto un quadro generale chiaro e coinciso
Bellissimo video, spiegazione eccezionale. Ho il pretesto per rivederlo per la sesta volta 😄
Grazie mille per i tuoi video ing, tutto super chiaro.
Complimenti, ti ringrazio davvero per avermi erudito sull'argomento mio grande interesse come appassionato. Ottima spiegazione, bravo
Molto molto interessante e spiegato benissimo. Complimenti.👍🏻
Grazie avevo cercato info ma non avevo potuto trovare niente di così chiaro e esaustivo . Film molto bello che consiglio a tutti.
Grazie! Video stupendo, tecnico ma molto chiaro.
grazie della spiegazione Angelo... spiegati molto bene i funzionamenti dei tre tipi di propulsori, ho visto il film mi è piaciuto molto e avrei gradito che quelle scene con il "mostro stratosferico" fossero state trattate maggiormente... poi il povero Maverick si è dovuto accontentare di un modestissimo F18 che non raggiunge Mach 2.
la frase in oggetto, per chi non conosce la cosa, passa semmai senza importanza come in casi simili nei film di fantascienza.
Grande Top Gun, mi fa piacere.
Stessa reazione ha suscitato anche a me, da appassionato di questi diversi tipi di propulsione. Spiegazione precisa e chiara.
Complimenti per la spiegazione nella quale si è reso molto semplice un argomento ben piu complicato…
Bravissimo, video super interessante e trattato in maniera eccellente!
Molto, molto, molto bello e documentato.
Ecco aspettavo una descrizione proprio come questa per capire meglio,quando fa questo nel film è fantastico,come del resto tutto il film👏🏻👏🏻👏🏻👏🏻
Un filmato sull'SR71 Blackbird sarebbe delizioso, è un aereo che mi ha sempre affascinato. Quando l'ho toccato (a dir la verità non si potevano toccare gli aerei al museo dell' Air Force di Dayton ma non ho resistito alla tentazione) ho scoperto che la sua superficie era fredda malgrado la giornata calda di inizio estate. Immagino che la vernice nera oltre a ridurre la segnatura radar, diminuisse anche quella all'infrarosso, ma non ho mai trovato informazioni precise su questo fatto. A parte ciò è stato l'aereo che ha fatto nascere la storia degli oggetti volanti non identificati, e mi pare sufficiente per dedicargli un po' di tempo, non è vero?
Complimenti per i filmati e le spiegazioni interessantissime!
avevo fatto una domanda sotto un video riguardante l' SR-71 , la mia domanda era sul perchè il blackbird fosse nero e non bianco (per il discorso che il nero dissipa peggio il calore e tutto il resto" e uno mi aveva risposto che la vernice era fatta apposta per dissipare il calore e se non sbaglio quello che mi aveva risposto sosteneva che era una vernice con componenti ceramiche data la loro grande resistenza alla temperatura
L'SR-71 ha quella vernice perché aiuta ad assorbire meglio le onde radar (tecnologia stealth) essendo stato un aereo da ricognizione strategica super segreto.
Bravo. Molto!
Argomento esposto in modo molto chiaro.
Non avevo fatto caso alla parola. Anzi ero convinto che fosse qualcosa di inventato per fare la scena.
Grazie per la delucidazioni e precisazione.
Sei stato bravissimo!
Un ottimo video, con delle spiegazioni semplici di concetti molto complicati, che rendono la visione fruibile a tutti. Complimenti, non so che studi tu abbia fatto, ma sei veramente ben preparato
Ti ringrazio moltissimo Michele 🙂
Professionale e chiaro, come sempre!
Spiegazione super-esaustiva!!! Complimenti!
Veramente molto bravo! Mi hai ricordato gli studi all'ITAer di Forlì! Veramente complimenti!
Bravo, tema affascinante e spiegazione molto chiara! Grazie.
Complimenti. Mi hai aperto un mondo.
ottime spiegazioni, complimenti!
Ottimo video di informazione; … tutto semplicissimo e comprensibilissimo.
Complimenti per il video, hai guadagnato un iscritto 😉
Ti ringrazio molto:)
Bravo, chiara semplificazione esplicativa di argomenti top.
Interessante, piccola perla di un grande film. Esposizione chiara, bravo
Grazie! Molto interessante
Spiegazione chiara ed esaustiva. Complimenti !!!
Bravo non è facile parlare di certi argomenti! Bravo bravo!
Video molto interessante! Si potrebbe fare un video commento/recensione a tutte le scene di combattimento di Top Hub Maverik !
Fantastico !!! ... Bravissimo !!!
Ti ringrazio molto
Grazie per le informazioni; ho solo 16 anni e hai attirato molto la mia attenzione. Complimenti
Bel video e bella spiegazione, complimenti!
Ti ringrazio molto
bellissimo video complimenti molto interessante.
Grazie :)
👍Molto chiaro, bravo.
Bellissimo bravo
Spiegazione impeccabile! Bravo
Ti ringrazio Gino
Complimenti, ottima spiegazione, molto interessante.
Molto interessante
Video stupendo
Video illuminante.. un argomento davvero interessante
Bella esposizione!! Sei in gamba!
Grazie mille
Molto interessante l' argomento . Molto buona la spiegazione.
Che dire???...sei fenomenale. Grazie di tutto!!!...Se puoi...potresti fare un video sul XB 70 Valkyrie???...utilizzava molti sistemi inediti per l'epoca...qualcuno valido...qualche altro forse meno. Ma sicuramente ne sai infinitamente più di me. Ancora grazie
Sono proprio felice che esisteno canali interessanti che parlano di ignegneria e altro come te, ignegneria italia e geopop
Ti ringrazio molto, e anche per il confronto con canali decisamente più grandi del mio
Complimenti per la trattazione interessante e appassionata.
Molto chiara la spiegazione
Tutto chiaro grazie
Grazie per la spiegazione, sei stato molto esaustivo. Unica riflessione che mi pongo è in base alle immagini di quel velivolo (totalmente di fantasia) e facendo tesoro delle tue spiegazioni, ed essendo un fan/modellista del Blackbird mi piacerebbe sapere con quelle perse d'aria come quell'aereo intenderebbe arrivare a qualcosa come e oltre 10.000 Km/h...... Sempre immaginando per assurdo....
Occhio però che il j-58 non funziona mai come ramjet puro: il turboreattore non viene mai bypassato completamente, il grosso dell'aria veniva spillata dopo il primo stadio del compressore e veniva inviata al postbruciatore senza passare per il turbogetto, realizzando un ibrido tra un ramjet ed un turbofan
Grazie mille della tua precisazione. Io lo so bene, cerco di mantenere un equilibrio tra dettagli e concetti semplificati. Ad ogni modo il tuo commento è un'aggiunta importante per chi volesse approfondire. In un video che deficherò all'sr71 parlerò in modo dettagliato di quel motore
Spiegazione, per quanto possibile, chiarissima. Grazie
molto chiaro
Complimenti grazie
Bravoooo
Grazie, aspetto un video sul SR 71 e del fatidico motore.
Ottimo video, fighissimo!
Ma allora la gillette produrrà dei rasoi a 12 lame? (Scherzo 😀 )
Ciao carissimo, volevo sapere, la funzione con cui queste differenti soluzioni arrivano al loro limite superiore di efficienza, di che tipo sono? Lineari non credo, forse logaritmiche? Grazie per il bellissimo filmato.
Interessante
Da Ingegnere Meccanico avendo studiato le turbacchine è stato chiarissimo il tuo discorso ed è bello sapere di cosa si parla soprattutto in un film a me troppo caro come Top Gun, però non conoscevo l'esistenza di un propulsore capace di spingersi a Mach > 6 perché non lo abbiamo mai studiato se non in galleria del vento. Bel video.
Ti ringrazio molto collega. Proprio oggi uscirà un video in cui si parla di un applicazione di tali motori, ovvero i missili ipersonici
giusto per chiedere , nel futuro potresti fare un video sullo stallo del compressore (ad esempio il problema del TF 30 ad alti alpha), grazie mille e bellissimo video
Minchia… come vuoi non rimanga impressa una scena del genere.. Maverick va oltre i 10 mila km/h! 😯
Assolutamente capibile e di forte interesse anche per chi come me appunto fa modellini statici di aerei 👍
Video che capita a fagiolo in quanto ho visto ieri sera il film al cinema 😁!!!
Quello del film ovviamente non corrisponde al progetto reale (di cui trapelano notizie sul web, e aggiungo che da quanto si legge appunto su tali notizie opzionalmente può avere un pilota), ma il design e il funzionamento dei motori sono gli stessi che si vedono nel film: prima raggiunge alte velocità di Mach grazie ad un turbofan ad alte prestazioni, oltre quelle velocità smettono di funzionare i motori turbofan ed entrano in funzione i ramjet grazie ad una presa d'aria e ad un ugello in comune.
Curiosità: il velivolo del film è stato in parte disegnato proprio dagli ingegneri della Lockheed Martin, lo staff cinematografico ha chiesto un'apposita consulenza (analogamente a quello che fece lo staff cinematografico di BATMAN di Tim Burton con un'altra azienda aeronautica per il design e il funzionamento della Batmobile).
Grazie sempre per i tuoi commenti approfonditi e dettagliati
@@ACDroneDesignforPerformance prego, è un piacere :)
Interessantissimo! Ma il sistema di accensione della miscela com'è? Sistema tipo candela o auto accensione tipo " diesel"?
Ciao splendido video, adesso ho una curiosità, ma a mach10 sarebbe davvero possibile controllare variazioni di rotta e quota? Le superfici di controllo possono reggere a tal velocità? Ciao spero di vedere altri video simili
Ciao innanzitutto grazie, c'è poca letteratura al riguardo ma in ogni caso i nuovi missili ipersonici hanno la possibilità di variare la traiettoria di volo tramite superfici di controllo. Proprio oggi uscirà il video al riguardo
Complimenti! Per quale motivo i motori dei razzi riescono invece a portare il razzo stesso a più di 20 000 km/h? Immagino ci siano delle differenze sostanziali rispetto ai motori aeronautici
Esatto, la differenza sostanziale è che i motori dei razzi non utilizzano l'ossigeno dell'atmosfera per la combustione, ma il comburente è se lo portano direttamente in un serbatoio, anche perché poi nello spazio l'ossigeno non ci sarebbe.
2:32 scusa se mi permetto di fare il fisico della situazione ma secondo il principio di azione-reazione la freccia doveva andare nell'altro senso xD
Scherzi a parte ottimo video, ti capisco poi dato che anche io quando ho sentito la parola SCramjet ci sono rimasto sul colpo, e da MSFS ho un paio di dati utili da condividere:
Sul simulatore è chiaro che la Dark Star sfrutta 4 fasi con i suoi 2 tipi di motori ovvero: 1 turbo reattore, 2 turbo-ramjet, 3 ramjet, 4 SCramjet.
Le fasi di transizione in velocità sono:
1:Mach 0
2: Mach 3 - 4
3: Mach 4 - 5
4: Mach 5+
Spero che sia utile :)
Bravo. Quindi il problema non è la geometria del motore ma di come iniettare e quale propellentw utilizzare?
Ciao! Bellissimo video, solo una domanda: nel motore ramjet l'urto é obliquo? Da quanto ricordi dall' esame di propulsioni, la condizione nominale si verifica proprio quando l'urto obliquo impinge sulla carcassa del motore per avere minor resistenza possibile.
Ricordo bene?
Ciao innanzitutto grazie. La presa d'aria del ramjet è interessata da una serie di urti obliqui e da un urto retto finale
io l’avevo notato che aveva attivato una micro turbina sotto il velivolo.. comunque hai spiegato bene, a volte ti sei perso però poi hai completato il discorso correttamente, comunque è un video che poteva durare 5 minuti se parlavi un po più rapidamente,deciso e sicuro di te stesso e senza intrecciarti nei discorsi ☺️😊
Interessante video, soprattutto perché sono cose che non conosce sco bene e per quanto semplificate nella trattazione, sono state comunque ben spiegate anche per i profani.
A questo punto il mio pensiero va al fatto che a mach 10/15, l'attrito con l'aria inizia a diventare un problema forse più serio del come raggiungere quelle velocità. Sbaglio?
Ciao Ingeniere, mi interesserebbe un video sul funzionamento dei motori a turbina degli anni 60 come GE79 montato sul Phantom, a statore variabile, dove il secondo stadio tra ogni compressore, non ruotava ma variava il calettameto delle palette sullo statore fisso... e la Differerenza con i moderni motori a jet dove le sezioni dei vari stadi di compressione sono controrotanti...Vantaggi e svantaggi Grazie.
mi sembra di ricordare che l'sr71 avesse qualche problema di riscaldamento per attrito e fosse fatto quasi completamente di titanio, in oltre raggiungeva velocità elevate si, ma ad altissima quota
A suo tempo lessi anche che al termine del volo, una volta rientrato l’SR71 doveva essere lasciato raffreddare per alcune ore prima di poter fare qualsiasi intervento, controllo o manutenzione.
Che aereo affascinante.
Post interessante. Citazione esclusa.
Prima di tutto i consueti complimenti. Video interessante ed "attuale". Bello il riferimento al SR-71 di cui non conoscevo la doppia modalità operativa del motore! Molto apprezzato anche il fatto che si sia fatto maggiore ricorso ad immagini/animazioni e che le stesse siano state rese disponibili più a lungo del solito. Sarebbe stata utile una tabella comparativa di sintesi tra le diverse soluzioni e qualche considerazione mirata: ad esempio, mi pare di capire che, almeno ad oggi, solo turbojet e turbofan possono operare end to end un volo mentre ramjet e scramjet non permetterebbero perlomeno il decollo non essendo operativi a velocità basse. Quindi capire se si sta andando verso una soluzione combinata delle soluzioni od altro ancora. E' vero che ci si è concentrati sui motori ma da avido curioso avrei voluto vedere almeno accennati anche i temi legati alla struttura del velivolo: a Mach 10 sussistono tantissimi problemi strutturali e significative sfide progettuali. Al prossimo video!
Grazie del tuo feedback prezioso per me
Supponendo di riuscire a costruire in velivolo come quello del film, che utilizzo avrebbe un mezzo che può viaggiare a MACH 10?
Grazie per l'acuta osservazione👍😉
Sei un ingegnere aeronautico? 😏
Si. Grazie a te
Non me ne intendo molto, ma il film in se mi è piaciuto molto. Tu cosa ne pensi, guardando questo film con un occhio tecnico?
Bellissimo video, complimenti, io mio professore lo chiamava Autoreattore, ma sappiamo che Ramjet è più figo!!! Poi Sramjet è più figo ancora!!! 🤣🤣🤣 Ma Maverik a Mach 10 era in Cruise? 🤣🤣🤣
bene...bravo...tutto vero...per una maggiore comprensione della materia, ti consiglio di entrare nello specifico del tipo di combustione dei motori...appunto deflagrante vs detonante...
Una domanda sul rs71 alla velocità di mak 3 la temperatura sul finestrino era intorno 300 gradi a mak 10 la temperatura sarebbe intorno?
Non saprei quantificare però tieni conto che quelli dell sr71 utilizzavano vetro a base di quarzo mentre quelli dello space shuttle che raggiungeva Mach 22 in fase di rientro e aveva dei finestrini (Window Thermal Panels) composti da tre lastre di vetro, di cui quella esterna saldata con la struttura esterna, spesso 33 mm e fatta con vetro temperato allumino-silicato.
Dovesse interessarti l'argomento, ti lascio la fonte: scienzapertutti.infn.it/chiedi-allesperto/tutte-le-risposte/1658-0378-quali-sono-i-materiali-utilizzati-e-sviluppati-specificamente-per-lo-shuttle
@@ACDroneDesignforPerformance grazie per la risposta
Qualcosa sugli elicotteri?
👍
Aggiunta:
Anni fa era in cantiere anche un progetto chiamato ZEHST (Zero Emission High-Supersonic Transporter) ossia un progetto per un velivolo trasporto passeggeri capace di volo supersonico-ipersonico con lo stesso principio di funzionamento e criterio di progettazione dei motori: un gruppo turbofan per alcune fasi del volo e un gruppo ramjet per il volo ipersonico.
Se non erro dovrebbe chiamarsi TBCC questo tipo di motore
Una delle rare volte che il secondo film è migliore del primo