IL RITORNO DEGLI AEREI SUPERSONICI: COME SARANNO I NUOVI MODELLI?

Da bambini uno dei sogni più comuni è quello di riuscire ad infrangere la velocità del suono. Difficilmente in futuro nasceranno generazioni di supereroi alla Superman, ciò nonostante, ormai da decenni la barriera del suono è stata abbattuta grazie all’aereo supersonico.

I modelli supersonici nacquero con la prerogativa di rivoluzionare il trasporto aereo e con la promessa di coprire distanze enormi in pochissime ore. E riuscirono anche in questo intento: con un aereo supersonico è possibile viaggiare da Londra a New York in sole quattro ore al posto delle otto di un volo di linea convenzionale. Tuttavia, all’inizio del nuovo millennio vennero definitivamente dismessi.

Per quale motivo? Lo scopriremo nelle prossime righe, così come parleremo anche delle prospettive future del volo supersonico. Non ti resta che allacciare le cinture!

Che cos’è il numero di March ed il regime sonico?

Per comprendere cosa significhi davvero “supersonico”, è importante partire da uno dei concetti chiave dell’aerodinamica: il numero di Mach. Questo parametro prende il nome dal fisico austriaco Ernst Mach, che nel XIX secolo studiò la propagazione delle onde sonore e il comportamento dei corpi in rapido movimento nei fluidi. 

Semplificando, il numero di Mach rappresenta il rapporto tra la velocità di un oggetto e la velocità del suono nel mezzo in cui si muove. Se un aereo viaggia esattamente alla stessa velocità del suono, si dice che vola a Mach 1. Se va al doppio, è a Mach 2, e così via.

A quanto corrisponde la velocità del suono?

Ma a quanto corrisponde, in termini pratici, questa famosa “velocità del suono”? La risposta non è univoca. Essa dipende dalle condizioni dell’aria, in particolare da temperatura, altitudine e densità. 

A livello del mare, con una temperatura di circa 15 °C, il suono si propaga nell’aria a circa 1.225 chilometri orari. Tuttavia, man mano che si sale di quota e l’aria si fa più rarefatta, questa velocità diminuisce: a 11.000 metri di altezza, dove volano molti jet commerciali, il suono si muove a poco più di 1.060 km/h.

Attraversare la barriera del suono non è certamente un gioco da ragazzi: è necessaria un’attenta progettazione degli aerei supersonici. Devono avere una forma estremamente affusolata, le ali devono garantire portanza, la forza fisica che permette ai velivoli di restare in volo, e i materiali devono resistere a forti sbalzi termici. 

Non solo: servono motori capaci di spingere l’aereo con potenza sufficiente a vincere la cosiddetta resistenza d’onda, che a quelle velocità diventa dominante. Una volta oltrepassata la barriera del suono, il velivolo entra nel regime supersonico, che inizia a circa Mach 1,2 e può estendersi fino a Mach 5. 

Il boom sonico

Uno degli effetti più noti (e più discussi) del superamento di Mach 1 è il boom sonico. Si tratta del rumore – forte, improvviso, simile a un tuono – che si genera quando l’onda d’urto prodotta dal velivolo raggiunge il suolo. Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, il boom non si verifica nel momento esatto in cui il velivolo supera Mach 1, ma accompagna l’aereo lungo tutta la sua traiettoria supersonica. 

Rappresenta il segnale acustico della compressione dell’aria, e per decenni ha rappresentato un ostacolo alla diffusione del volo supersonico sopra le aree abitate, in quanto disturbante e potenzialmente dannoso per le strutture.

Qual è stato il primo aereo supersonico per passeggeri?

Il primo aereo supersonico è stato il celebre Concorde. Progettato congiuntamente da British Aircraft Corporation e Aérospatiale nel 1976, raggiungeva una velocità di crociera di Mach 2,02 (oltre 2.180 km/h) a un’altitudine di circa 18.000 metri. Grazie alla sua forma affusolata e all’ala a delta, il Concorde poteva volare tra Londra e New York in 3 ore e 30 minuti.

Nonostante le elevate prestazioni, il Concorde presentava una serie di importanti criticità:

• consumi elevatissimi: circa 16,6 litri per passeggero ogni 100 km;
• capacità limitata: trasportava solamente 100 passeggeri;
• boom sonico eccessivo che lo rendeva utilizzabile solo nelle tratte oceaniche.

A complicare il tutto ci fu la tragedia nel 2000 del volo Air France 5490: il Concorde precipitò subito dopo il decollo dall’aeroporto di Parigi provocando la morte di tutti i 100 passeggeri. Nel 2003, dopo 27 anni di attività, l’aereo supersonico venne definitivamente ritirato.

Il Tupolev Tu-144

Anche l’Unione Sovietica, nel pieno della Guerra Fredda, sviluppò il proprio aereo supersonico: il Tupolev Tu-144, primo jet civile a rompere la barriera del suono nel 1969. Soprannominato “Concordski”, poteva raggiungere Mach 2,15 e trasportare 121 passeggeri. 

Tuttavia, presentava problemi di affidabilità e prestazioni inferiori alle attese. Anche in questo caso un incidente aereo inflisse il “colpo di grazia” al suo utilizzo.  Al salone aeronautico di Parigi del 1973 un nuovo prototipo del Tupolev si destrutturò in volo durante un’esibizione precipitando al suolo. Morirono i 6 membri dell’equipaggio e 2 persone a terra coinvolte nello schianto. L’Urss dismise l’aereo supersonico nel 1978.

Perché il volo supersonico è stato abbandonato?

È necessario fare una premessa: gli aerei supersonici non sono stati un fallimento dal punto di vista tecnico. Infatti, come già osservato, garantivano prestazioni eccellenti nella copertura delle lunghe distanze. L’aspetto principale, che determinò l’abbandono dei voli supersonici, fu soprattutto di natura economica: si rilevarono insostenibili su scala commerciale.

Per quanto riguarda il Concorde, il volo generava costi elevati in termini di carburante, manutenzione, equipaggio specializzato e infrastrutture dedicate. Il consumo medio per passeggero era sproporzionato rispetto a quello di un aereo subsonico: si stima che il Concorde consumasse più di 5 volte il carburante per chilometro rispetto a un Boeing 747, trasportando però meno di un quarto dei passeggeri.

I biglietti aerei avevano dei costi elevatissimi e si rivolgevano ad una clientela alto-spendente, interessata più al risparmio di tempo, piuttosto che al risparmio. Negli anni ’80 e ’90 la crescita dei voli economici ad alta capacità, e successivamente l’ascesa dei low-cost, fecero diventare il modello di business degli aerei supersonici fuori mercato.

Problemi ambientali

Un altro freno decisivo fu l’impatto ambientale e acustico. I motori turbogetto utilizzati per raggiungere velocità supersoniche, come gli Olympus 593 del Concorde, erano estremamente rumorosi sia in decollo che in crociera. Il problema più noto era il già citato boom sonico, ovvero l’onda d’urto che si genera quando un oggetto supera la velocità del suono. Questo fenomeno, avvertito a terra come un forte boato, fu considerato inaccettabile per il sorvolo di aree abitate.

Manutenzione complessa

Dal punto di vista tecnico, mantenere in servizio un aereo supersonico significava affrontare periodicamente operazioni di manutenzione tanto costose quanto complesse. I materiali sottoposti a temperature elevate, le pressioni strutturali maggiori, l’usura dei motori e i sistemi di controllo più delicati imponevano interventi altamente specializzata, con tempi e costi fuori scala rispetto alla concorrenza.

Infine, dopo la tragedia del Concorde a Parigi, la fiducia nella sicurezza degli aerei supersonici calò drasticamente. La combinazione di tale aspetto con i vari fattori citati nei paragrafi precedenti determinò il definitivo declino degli aerei supersonici.

Overture, il futuro del volo supersonico

Dopo due decenni di silenzio, il volo supersonico sta lentamente tornando a prendere forma. Il ritorno alla ribalta degli aerei supersonici si deve all’azienda Boom Supersonic, una startup aerospaziale americana fondata nel 2014 con l’ambizioso obiettivo di ripensare il trasporto aereo ad alta velocità, eliminando le criticità che avevano segnato la fine dell’era Concorde.

Il prototipo XB-1

La strada verso la “rinascita” degli aerei supersonici è partita dallo sviluppo di un prototipo sperimentale, l’XB-1, un dimostratore in scala ridotta progettato per testare le tecnologie chiave del volo supersonico. 

Lungo circa venti metri, il prototipo è equipaggiato con tre motori General Electric J85, derivati da propulsori militari. Il velivolo ha effettuato il suo primo volo supersonico nel deserto del Mojave nel 2025, raggiungendo Mach 1,05 e volando a oltre 10.000 metri d’altitudine. Il test è stato un successo: l’XB-1 ha dimostrato di poter affrontare regimi supersonici con stabilità, controllo e precisione, aprendo così la strada al progetto definitivo.

La trasformazione in Overture

Il prototipo XB-1 pone le basi per la realizzazione dell’aereo supersonico del futuro, che prenderà il nome di Overture. Come sarà?

Il modello è pensato per il trasporto passeggeri e sarà lungo 61 metri con un’apertura alare di circa 32 metri: dovrebbe ospitare da 66 a 88 passeggeri. La velocità prevista è di March 1,7, ovvero 2.100 Km/h. Tuttavia, a rendere davvero innovativo Overture saranno le scelte progettuali mirate alla sostenibilità alla sicurezza.

Una delle sfide principali affrontate da Boom è stata quella del carburante. A differenza dei suoi predecessori, Overture sarà alimentato al 100% con SAF (Sustainable Aviation Fuel), combustibili alternativi ricavati da biomasse, rifiuti organici o processi sintetici a basse emissioni. Tutto ciò permetterà non solo di ridurre drasticamente l’impatto ambientale del volo supersonico, ma anche di rispettare le sempre più stringenti normative internazionali sulle emissioni di CO₂.

Altro aspetto fondamentale è la riduzione del boom sonico, che tanto aveva limitato le rotte del Concorde. Overture è stato progettato con una fusoliera affusolata e un profilo aerodinamico attentamente modellato per generare onde d’urto meno violente, redistribuite lungo la lunghezza del velivolo, in modo da smorzarne l’intensità percepita a terra. Si punta a rendere possibile, in futuro, anche il volo supersonico sopra zone abitate, purché le autorità lo consentano.

Tra quanto Overture entrerà in servizio?

Sul fronte commerciale, l’interesse è già tangibile: Boom ha ricevuto oltre 130 ordini e preordini da compagnie come United Airlines, American Airlines e Japan Airlines, segno che il mercato per un aereo supersonico moderno esiste eccome.

Nel frattempo, Boom Supersonic si è attrezzata con un’infrastruttura industriale decisamente ambiziosa, la Overture Superfactory a Greensboro, in Carolina del Nord. Si tratta di uno stabilimento all’avanguardia dove verranno costruiti i primi esemplari del velivolo. La produzione sarà modulare e automatizzata, in collaborazione con fornitori globali di primo livello nel settore dei materiali compositi, della propulsione e dell’avionica.

Il ruolo dell’endoscopia industriale nei voli supersonici

Nei paragrafi precedenti abbiamo avuto modo di osservare come la manutenzione degli aerei supersonici rappresenti una delle voci più onerose in termine di tempo e di costi. Infatti, le prestazioni estreme dei velivoli sottopongono i componenti a stress elevati, i quali impongono standard di ispezione e controllo ancora più elevati rispetto agli aerei di linea tradizionali.

Fortunatamente, negli ultimi decenni si è assistito a un’evoluzione significativa delle tecniche di manutenzione, grazie all’introduzione di strumenti altamente specializzati. Tra questi, un ruolo di primo piano è occupato dagli endoscopi industriali, dispositivi che permettono ispezioni non invasive e di altissima precisione anche all’interno dei comparti più inaccessibili dell’aereo.

Le sonde endoscopiche sono di vitale importanza per il controllo dei motori. I tecnici, sfruttando le telecamere dei videoscopi, sono in grado di analizzare le palette delle turbine, i compressori e le camere di combustione, individuando con rapidità eventuali crepe, deformazioni o fenomeni di erosione. 

È inoltre possibile rilevare depositi carboniosi (coking) e anomalie strutturali che, se non intercettate per tempo, potrebbero compromettere l’affidabilità del volo.

Un ulteriore vantaggio consiste nella possibilità di esplorare le superfici interne del motore senza dover procedere allo smontaggio completo dei componenti, evitando così operazioni lunghe, costose e spesso superflue. Questo si traduce in una drastica riduzione dei tempi di fermo aereo.

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