Pulsoreattore
Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Il pulsoreattore è una forma molto semplice di motore a getto nel quale la combustione avviene secondo degli impulsi e la spinta propulsiva è data dalla reazione al flusso di gas caldi che escono dalla parte posteriore del motore.
Indice |
[modifica] Descrizione e Caratteristiche
.png)
Come molti motori a getto il pulsoreattore è un motore a combustione interna di disegno molto semplice, consistendo in pratica in un lungo tubo all'interno del quale l'aria entra, viene miscelata con il carburante per creare una miscela combustibile. La differenza che distingue i pulsoreattori dagli altri motori, quali i turbogetti o gli statoreattori, è costituita dal fatto che la combustione che avviene all'interno del motore non è un processo continuo ma avviene sotto forma di ripetute esplosioni (impulsi) da cui deriva anche il nome stesso del motore.
In pratica il pulsoreattore funziona con l'entrata dell'aria esterna dalla parte anteriore, dove si trova o meno la valvola, questa viene miscelata con il combustibile che è iniettato nella camera di combustione. Qui la miscela viene incendiata e infine i gas combusti escono dalla parte posteriore producendo così la spinta.
La prima accensione deve avvenire immettendo aria compressa (con un compressore o una bombola d'aria)nel motore o piu semplicemente forzandola dentro.
[modifica] Storia
I pulsoreattori sono caratterizzati da una estrema semplicità e da un basso costo di produzione. Sono inoltre molto affidabili. Il difetto principale è dato dalla loro elevata rumorosità e e dall'alto consumo di carburante. Il loro livello di rumorosità fa sì che il loro campo di applicazione sia ristretto agli impieghi militari e a poche altre applicazioni. Sono stati usati, rimanendo sempre nel campo delle sperimentazioni, alcuni pulsoreattori montati su elicotteri. In questo caso i motori erano posti alle estremità delle pale del rotore. Montati secondo questo schema i pulsoreattori presentavano il grande vantaggio di non produrre la caratteristica forza di torsione sulla fusoliera consentendo così di realizzare velivoli più semplici sprovvisti di rotore di coda e dei relativi sistemi di trasmissione.
Il velivolo militare più famoso che utilizzò il pulsoreattore è senza dubbio la bomba volante tedesca Fieseler Fi 103, più conosciuta come V-1 o come bomba ronzante, proprio per il caratteristico rumore prodotto dal suo motore. Venne utilizzata nel periodo finale della seconda guerra mondiale per colpire Londra e altri obiettivi.
Oggi il maggiore impiego dei pulsoreattori si ha nel modellismo aeronautico dinamico e in questo campo il record di velocità di un velivolo a volo vincolato circolare è stato ottenuto, nel Dicembre 1971, proprio con questo motore ed è di 395,64 km/h (circa 246 mph).
[modifica] Tipologia
Fondamentalmente esistono due tipi di pulsoreattore:
- Con valvola anteriore "Tradizionale", è dotato della valvola anteriore che chiude il condotto dopo l'accensione della miscela.
- Senza valvola "Valveless", non avendo la valvola non ha praticamente parti in movimento e può essere considerato ancora più semplice di uno statoreattore (Ramjet). Si supplisce alla mancanza della valvola chiudendo in parte la presa d'aria anteriore e/o ricurvandola verso la parte posteriore. Questa tipologia, non avendo parti in movimento, non ha assolutamente bisogno di manutenzione.
[modifica] Funzionamento
1: Iniezione e accensione
2: Combustibile e scarico
3: Scarico e induzione
Il ciclo di funzionamento del pulsoreattore è il seguente:
- Iniezione;
su alcuni motori molto semplici l'iniezione del carburante avviene sfruttando l'effetto Venturi prodotto dal passaggio dell'aria nel condotto mentre in altri questo viene iniettato direttamente nella camera di combustione - Accensione;
avviene nella camera di combustione e si svolge attraverso un sistema d'accensione, dove tramite una scintilla provoca la combustione di una miscela d'aria e carburante - Combustione;
l'accensione provoca una onda di pressione che chiude la valvola anteriore evitando così che parte della spinta venga perduta perché fuoriesce dalla parte anteriore - Scarico;
i gas sono convogliati verso la parte posteriore producendo così la spinta - Induzione;
la fuoriuscita dei gas provoca anche un abbassamento della pressione che permette la riapertura della valvola anteriore e quindi l'entrata di aria fresca e compressa dalla stessa velocità del velivolo ricominciando così il ciclo
La frequenza del ciclo del motore, misurata in impulsi al secondo, è in relazione alla lunghezza dello stesso in modo inversamente proporzionale, quindi più è lungo il motore minore sarà questo valore. In un motore per modellismo la frequenza è di circa 250 impulsi al secondo mentre nel motore della V-1 era intorno ai 45 impulsi al secondo.(Più precisamente,il pulso della v1,a bassa frequenza,emetteva 39,49 impulsi,e ad alta frequenza,42,52 impulsi).
[modifica] Vantaggi
Questi motori, che non hanno parti in movimento, sono:
- Estremamente semplici da produrre
- Estremamente affidabili
[modifica] Svantaggi
Nonostante i vantaggi i pulsoreattori non vengono più presi in considerazione quali unità motrici praticabili a causa del loro:
- Alto consumo
- Elevata rumorosità
- Bassa efficienza
- Notevoli vibrazioni
[modifica] Uso
Questi motori sono stati usati su diversi aerei, ma sono stati sostituiti da altre tipologie di motore ed ora sopravvivono solo come motori per il modellismo.
[modifica] Pulse Detonation Engine
Uno sviluppo del pulsoreattore, che viene tuttora portato avanti, è il Pulse Detonation Engine o PDT. Questo motore ha un funzionamento molto simile a un pulsoreattore tradizionale ma genera la sua forza propulsiva attraverso la detonazione e non la deflagrazione. La detonazione è una combustione a velocità supersonica che sprigiona quantità di energia superiori alla deflagrazione, che è una esplosione a regime subsonico. Il PDT ha quindi un'efficienza superiore a un pulsoreattore tradizionale, ma presenta diversi ostacoli ai progettisti che devono controllare delle esplosioni molto violente. Il primo volo di un velivolo alimentato da un Pulse Detonation Engine ha avuto luogo al Mojave Air & Space Port il 31 gennaio 2008.[1]
[modifica] Note
- ^ Norris, G., "Pulse Power: Pulse Detonation Engine-powered Flight Demonstration Marks Milestone in Mojave," Aviation Week & Space Technology, Vol. 168, No. 7, 2008, pp. 60.
