Volare più veloce della velocità del suono sembra ancora futuristico per le persone normali, più di 15 anni dopo la fine degli ultimi voli supersonici commerciali. Gli aerei che hanno fatto quei viaggi, i 14 velivoli noti collettivamente come Concorde, ha volato dal 1976 al 2003. Ha viaggiato tre volte più velocemente dei normali aerei passeggeri, ma le compagnie aeree che lo hanno volato non hanno potuto realizzare profitti sui suoi viaggi.

La ragione per cui il Concorde non era redditizio era, infatti, un effetto collaterale della sua velocità. Quando l'aereo ha accelerato oltre la velocità del suono, circa 760 mph, ha creato onde d'urto nell'aria che avrebbero colpito il suolo con un tonfo forte e improvviso:un "boom" sonoro. È così allarmante per le persone a terra che i regolamenti federali degli Stati Uniti vietano a tutti gli aerei commerciali di volare più velocemente della velocità del suono sulla terra.

Quelle regole, e la quantità di carburante che l'aereo potrebbe trasportare, limitava di fatto il Concorde ai voli transatlantici. Il funzionamento dell'aereo era ancora così costoso che un biglietto di sola andata tra Londra e New York poteva costare più di 5 dollari, 000. E il Concorde spesso volava con metà dei suoi posti vuoti.

Il principale vantaggio dei viaggi supersonici è la riduzione del tempo di volo. Un volo di tre ore attraverso l'Atlantico potrebbe rendere possibile una gita di un giorno dagli Stati Uniti a Londra o Parigi, risparmiando essenzialmente un'intera giornata lavorativa. In qualità di ingegnere aerospaziale che studia velivoli ad alta velocità, Credo che i recenti progressi tecnologici e le nuove tendenze nei viaggi aerei commerciali potrebbero rendere il volo supersonico economicamente sostenibile. Ma i regolamenti dovranno cambiare prima che i civili possano sfrecciare nei cieli più velocemente del suono.

Battere il boom

Come un aereo vola in aria, crea onde di disturbo pressorio che viaggiano alla velocità del suono. Quando l'aereo stesso vola più veloce del suono, i disturbi sono compressi insieme in un disturbo più forte chiamato onda d'urto. I modelli di onde d'urto intorno agli aerei supersonici sono stati recentemente ripresi negli esperimenti della NASA. Quando un aereo supersonico vola in alto, alcune delle onde d'urto possono raggiungere il suolo. Questo è il boom sonico, che viene vissuto come un tonfo sorprendente.

I voli commerciali sono regolamentati negli Stati Uniti dalla Federal Aviation Administration. Per proteggere il pubblico dai boom sonici, le attuali normative FAA vietano il volo via terra di qualsiasi aereo commerciale a velocità supersonica.

Però, La NASA sta lavorando per ridurre significativamente il boom sonico nel suo programma X-59. Con un'attenta modellatura del velivolo, l'obiettivo è indebolire le onde d'urto o impedire loro di raggiungere il suolo.

Con le dimostrazioni di volo programmate per iniziare nel 2021, il successo del progetto della NASA potrebbe rimuovere un'importante barriera al volo supersonico.

Rumoroso a terra, pure

Mio padre mi portò a vedere il Concorde decollare nei primi anni '70, e quello che ricordo dopo tutti questi anni è il rumore. Oggi, Riconosco che il rumore di atterraggio e decollo negli aeroporti è una seconda barriera per gli aerei supersonici. Il rumore aeroportuale è anche regolamentato negli Stati Uniti dalla FAA, e le norme attuali richiedono che gli aerei supersonici soddisfino gli stessi standard di rumore aeroportuale degli aerei subsonici. Il Concorde era così rumoroso, però, che doveva essere concessa un'eccezione a tali regole.

Gli ultimi velivoli subsonici utilizzano motori a reazione molto grandi che offrono un'elevata efficienza del carburante. Questi motori riducono anche notevolmente il rumore aeroportuale accelerando un volume d'aria maggiore a una velocità inferiore rispetto ai motori più piccoli. I nuovi motori sono così silenziosi che i regolatori sono stati due volte in grado di ridurre la quantità di rumore che gli aerei possono emettere da quando il Concorde ha smesso di volare.

Questi standard sono ora molto più difficili da soddisfare per gli aerei supersonici. Questo perché gli aerei supersonici non possono usare i nuovi grandi motori, che aumentano notevolmente la resistenza ad alta velocità. Quella, a sua volta, richiede più carburante per essere trasportato a bordo dell'aereo e bruciato in volo, che è sia pesante che costoso. Essenzialmente, nella progettazione di aerei supersonici, bisogna trovare un compromesso tra rumore ed efficienza.

Sviluppi positivi

Però, alcune recenti innovazioni per la riduzione del rumore aeroportuale sui velivoli subsonici produrranno anche riduzioni per i veicoli supersonici rispetto al design del Concorde degli anni '60. Questi progressi includono l'uso di chevron sugli ugelli dei motori a getto per ridurre il rumore del getto miscelando più efficacemente il gas dal motore con il flusso d'aria esterno.

Anche, con la maggiore velocità e precisione delle simulazioni al computer, ora è più facile esplorare nuovi progetti di cellule per la riduzione del rumore.

Oltre ai progressi tecnologici da quando il Concorde è andato in pensione, ci sono stati anche importanti cambiamenti nei modelli di viaggio aereo commerciale. Nello specifico, c'è stato un aumento significativo nell'uso di jet commerciali e la loro proprietà da parte di individui facoltosi. Così, un approccio promettente alla reintroduzione di velivoli commerciali supersonici è lo sviluppo di piccoli business jet. Questo è l'approccio adottato da Aerion.

Aggiornamento delle regole

La tecnologia e le forze di mercato stanno rendendo gli aerei supersonici più accettabili e più convenienti, ma le regole dell'aviazione pertinenti non sono cambiate dall'era del Concorde. Nella sua legge sulla riautorizzazione del 2018, la FAA è tenuta a rivedere i regolamenti per gli aerei supersonici sul boom sonico e il rumore aeroportuale.

Recentemente, l'attuale amministrazione degli Stati Uniti ha segnalato di voler modificare le regole per facilitare il volo commerciale supersonico. Un primo importante passo prevede che la FAA semplifichi il processo per testare gli aerei supersonici.

Secondo me, l'attuale divieto totale di qualsiasi volo via terra a velocità supersonica è troppo restrittivo. Gli aerei che volano a basse velocità supersoniche non generano un boom significativo. E, il progetto NASA X-59 potrebbe tradursi in velivoli supersonici con bracci molto più deboli. Piuttosto che vietare del tutto i boom, sarebbe meglio impostare i livelli massimi di boom, bilanciare i benefici del volo supersonico con i danni rumorosi.

Inoltre, Credo che le attuali regole sul rumore dell'aeroporto, richiedendo che gli aerei supersonici non siano più rumorosi degli aerei subsonici, imporre un onere irragionevole agli sviluppatori di velivoli supersonici. Primo, come menzionato prima, il Concorde fornisce un precedente per creare un caso speciale per gli aerei supersonici. Secondo, per molti anni dopo la loro prima reintroduzione, il numero totale di velivoli supersonici in partenza da qualsiasi aeroporto sarà una piccola frazione di tutto il traffico. Per esempio, uno studio condotto per Aerion ha indicato potenziali vendite di 30 velivoli supersonici all'anno per 20 anni nel mercato delle piccole imprese. I regolamenti dovrebbero tenere conto sia di ciò che la tecnologia aeronautica supersonica può ragionevolmente fornire sia di ciò che le comunità aeroportuali tollereranno.

Lo slancio sta crescendo attraverso i cambiamenti nella tecnologia e nel mercato che potrebbero riportare il volo commerciale supersonico, se le regole stanno al passo. Sebbene all'inizio possa essere accessibile solo a pochi eletti, l'esperienza acquisita nello sviluppo e nella gestione di questi velivoli porterà inevitabilmente a nuove innovazioni che abbasseranno i prezzi dei biglietti e apriranno l'opportunità di volare più velocemente della velocità del suono a una parte più ampia della società.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.