X-43

Qual è l’aereo più veloce mai costruito? La domanda di per sé potrebbe esser banale, in realtà non lo è affatto. Potrei rispondervi direttamente che è l’X-43 della NASA, con i suoi oltre 12.000 km/h, ma in realtà non sarebbe esatto. Infatti, se consideriamo un aereo “qualcosa che decolla ed atterra da solo”, beh l’X-43 non ci rientra sicuramente.

Poi bisogna considerare l’ambiente in cui avviene il volo, se dentro l’atmosfera terrestre oppure fuori… Insomma, la situazione è piuttosto complessa.

Con questo articolo cercherò di spiegare la cosa, in termini più semplici possibile.

Premesse

Prima di iniziare con i record di velocità, faccio qualche premessa, giusto per capire di cosa stiamo parlando.

Chi certifica i record di volo

I record riguardanti gli sport aerei (e quindi pure quelli aeronautici) vengono certificati dalla Fédération Aéronautique Internationale (FAI), un’organizzazione non governativa fondata nel 1905 con sede a Losanna.

La FAI stabilisce anche quali sono gli standard internazionali, nonché le condizioni affinché si possa parlare di “record”… Insomma, si tratta dell’ente che “fa le regole” in questo campo.

Tutto ciò che vola è diviso in classi, ed ogni classe ha record propri. La filosofia è chiara: non ha senso paragonare le prestazioni massime di una mongolfiera con quelle di un aereo a reazione!

Macchi MC-72
A proposito di record e categorie, ecco a voi il Macchi MC-72. Il 23 ottobre 1934 raggiunse i 709,207 km/h, stabilendo il record di velocità per la categoria “idrovolante con motore a pistoni”. Il record è ancora valido. Se lo volete ammirare in tutto il suo splendore, lo trovate al Museo dell’Aeronautica di Vigna di Valle, vicino Roma. Fonte: Wikimedia Commons. Credits: Bergfalke2. CC BY-SA 3.0

Cos’è un aeroplano e la Linea di Karman

La Treccani ci dice che un aeroplano è un aeromobile capace di decollare ed atterrare su una superficie solida, muovendosi grazie ad un propulsore proprio. La definizione, come vedremo dopo, restringe parecchio il campo.

In generale, però, quando si parla di record aeronautici si tende a “metterci dentro” tutto quello che vola. Bene, lo farò anche io, specificando però ogni volta di cosa si sta esattamente parlando.

Ovviamente, mi limiterò ai record di velocità, i grandi protagonisti di questo articolo. Una discriminante che utilizzerò sarà il fatto che i voli siano avvenuti dentro l’atmosfera terrestre. Come stabilirlo? Bene, la FAI ci viene in aiuto con la Linea di Karman: una linea immaginaria posta a 100 km dalla superficie del mare che segna il confine tra atmosfera terrestre e spazio esterno. In pratica, se rimani sotto i 100 km sei sulla Terra, se li superi sei nello Spazio (semplifico molto, ma rende l’idea).

Chi resta fuori

Da questo articolo resteranno fuori tutta una serie di cose che volano.

  • Record non riconosciuti. Succede, specie se il record lo fai con un aereo top secret o in tempo di guerra. Per esempio, il tedesco Dittmar nel 1944 raggiunse i 1.130 km/h con un Messerschmitt Me 163, ma naturalmente non c’era nessuno a registrarlo. Il grande Chuck Yeager, nel 1947, con un X-1 superò i 1.400 km/h, ma era l’epoca della Guerra Fredda e si trattava di un progetto top secret.
  • Cose che vengono dallo Spazio. Lo Space Shuttle, nel 1981, rientrò a 28.000 km/h dallo Spazio, pilotato manualmente da Engle. Questo, ancora oggi, è il più veloce volo controllato manualmente (quindi senza sistemi automatici di supporto) mai effettuato.
  • Slitte ipersoniche. Si tratta di dispositivi (solitamente aviolanciati) che raggiungono velocità folli, e servono a trasportare cose tipo le testate nucleari in modo che non siano intercettabili da un sistema antimissile. Rientrano nella categoria dei veicoli senza pilota. Il più veloce è stato l’HTV-2, che nel 2010 ha superato i 21.000 km/h. L’HTV-2 venne lanciato grazie ad un vettore spaziale Minotaur. Perché non lo considero? Semplice: il volo è avvenuto a 160 km di quota.
  • Missili, razzi e lanciatori spaziali. Non sono aerei, quindi restano fuori.
Messerschmitt Me-163 Komet
Un Messerschmitt Me-163 Komet conservato negli Stati Uniti. Questo velivolo raggiunse i 1.130 km/h al termine di una picchiata (non si sa quanto intenzionale) nel 1944. Il velivolo riportò parecchi danni. Fonte: Wikimedia Commons. Credits: USAF. US Public Domain

I motori degli aerei

Un aereo vola grazie ad un propulsore. Vediamo molto in breve i tre tipi di motore che incontreremo in questo articolo.

  • Turbogetto. Si tratta del motore a reazione “base”. Semplificando al massimo, l’aria (il comburente) entra da una o più aperture sul davanti (le prese d’aria, appunto), arriva al compressore, questo la comprime e la manda alla camera di combustione. Qui si miscela con il carburante che viene “incendiato” con una candela. L’aumento della temperatura dell’aria porta all’espansione della stessa, che “sfoga” in direzione della turbina, a cui cede l’energia. In questo modo si genera la spinta che fa muovere l’aereo. L’evoluzione del turbogetto si chiama turboventola.
  • Motore a razzo. La spinta viene prodotta grazie al principio di azione e reazione, ed il comburente è immagazzinato all’interno insieme al combustibile. In altri termini, non servono le prese d’aria.
  • Statoreattore. Un motore a reazione che non ha né il compressore, né la turbina. La compressione dell’aria avviene grazie alla velocità del velivolo: l’aria entra nella presa d’aria, dove in pratica “si comprime da sola” grazie alla velocità ed alla forma particolare, ed arriva già compressa nella camera di combustione. Il problema è che per funzionare il velivolo deve essere già ad alte velocità (possibilmente supersoniche).

L’aereo più veloce a reazione e con pilota, il Lockheed SR-71 Blackbird

L’aereo più veloce con pilota e motore a reazione mai costruito è il Lockheed SR-71 Blackbird, un ricognitore ad altissime prestazioni entrato in servizio con l’aviazione statunitense nel 1966 e ritirato nel 1998 a causa dei costi elevatissimi.

L’aereo, nonostante i suoi anni, ha delle forme veramente futuristiche, e sembra uscito da un film di fantascienza. Era spinto da due Pratt & Whitney J58, motori eccezionali che in pratica erano una via di mezzo tra un turbogetto ed uno statoreattore (si parla di autoturboreattore o turbostatoreattore).

Gli Stati uniti lo utilizzavano per le operazioni di ricognizione in zone pericolose: infatti, la sua quota operativa e la sua velocità erano tali che nessuno è mai riuscito ad intercettarne uno.

SR-71 in volo
Un SR-71 in volo. Si, è bello. Si, l’hanno costruito sul serio. No, non è presa da un fumetto. Fonte: Wikimedia Commons. Credits: Judson Brohmer, USAF. US Public Domain

Si tratta di un aereo ancora oggi piuttosto misterioso, sul quale non è stato detto tutto (specie riguardo le prestazioni massime). Andiamo ora al record di velocità.

  • Nel 1976, un esemplare raggiunse i 3.529,6 km/h. Si tratta del record riconosciuto dalla FIA.
  • Un SR-71 per sfuggire ad un missile raggiunse i 3.608,92 km/h (record non riconosciuto).
  • Alcuni piloti comunque, parlando di questo eccezionale velivolo, affermarono che in realtà esso poteva raggiungere i 3.800 km/h!

Comunque, l’antenato dell’SR-71, il Lockheed A-12, pare che raggiungesse i 3.560 km/h! Non esistono record riconosciuti, anche perché questo velivolo era anche lui un aereo-spia, ed oltretutto gestito dalla CIA…

L’aereo più veloce a reazione e senza pilota, il Boeing X-43

Il Boeing X-43 è l’aereo più veloce con motore a reazione che abbia mai volato nella nostra atmosfera: 12.144 km/h, il 16 novembre 2004. Un numero clamoroso, persino difficile da immaginare per un aereo.

Ma le cose stanno veramente così? In realtà, questo record, se parliamo di aerei, andrebbe un po’ ridimensionato. Già, esattamente, che tipo di aereo è l’X-43?

Prima di tutto, siamo di fronte ad un aereo sperimentale: un dimostratore tecnologico della NASA per esplorare vari aspetti del volo ipersonico. Si tratta di un velivolo lungo 3,7 metri e spinto da uno statoreattore: decisamente piccolo, praticamente delle dimensioni di un tavolo…

X-43 montaggio
Un X-43 (quello nero) viene montato sotto il B-52 insieme al razzo. Notare le dimensioni ridotte. Fonte: Wikimedia Commons. Credits: Tony Landis, NASA. US Public Domain

L’X-43 non decolla, né atterra: viene agganciato ad un razzo Pegasus modificato, il quale a sua volta è fissato sotto l’ala di un bombardiere B-52 (modificato pure lui). L’aereo sgancia il razzo, che accelera alle massime velocità e poi a sua volta rilascia l’X-43. Del resto, dato che il piccolo velivolo è spinto da uno statoreattore, per funzionare deve già essere ad altissime velocità…

Il volo che ha stabilito il record si è svolto esattamente in questo modo: il razzo Pegasus ha portato l’X-43 ad oltre 12.000 km/h, e poi l’ha rilasciato con lo statoreattore acceso. L’X-43 è riuscito a mantenere la velocità, senza decelerare, stabilendo il record. Cosa interessante: il volo solitario di questo piccolo velivolo è durato una decina di secondi, poi è precipitato in mare (come previsto).

Grazie a questi 10 secondi, l’X-43 è diventato il più veloce velivolo con motore a reazione mai costruito. Può sembrare una cosa piccola, ma non lo è affatto: mantenere una velocità simile è stato un successo clamoroso.

X-43 sgancio dal razzo
Raffigurazione dello sgancio dell’X-43 dal razzo vettore. Immagine derivata da Wikimedia Commons. Credits: NASA. US Public Domain

L’aereo più veloce con pilota umano e motore a razzo, il North American X-15

Il North American X-15 è l’aereo più veloce con pilota umano che abbia mai volato: 7.274 km/h il 3 ottobre 1967, con William “Pete” Knight ai comandi. Si trattava di un aereo con motore a razzo, utilizzato sia dall’aviazione statunitense, sia dalla NASA. Lungo 15,45 metri e con un’apertura alare di 6,8, non era destinato ad entrare in servizio ma solo a svolgere attività sperimentali. Un vero e proprio dimostratore di tecnologia, come tanti aerei X della NASA, utile a valutare nuove soluzioni tecniche ed aerodinamiche che poi sarebbero state implementate su velivoli di serie.

Oltre a questo, servì anche a raccogliere dati preziosi sugli strati alti dell’atmosfera.

X-15 in volo
Un X-15 in volo. Immagine derivata da Wikimedia Commons. Credits: NASA. US Public Domain

L’X-15 fu costruito in tre esemplari (di cui uno perso per incidente), che effettuarono un totale di 199 voli. Quello del record fu il numero 188.

Questo aereo non poteva decollare: l’unico modo per farlo “partire” era sganciarlo da sotto l’ala di un B-52. L’X-15 avrebbe poi acceso il motore a razzo ed accelerato fino alle massime velocità (o alle massime quote. Poteva superare i 100 km di altitudine). Successivamente, il piccolo velivolo atterrava grazie ad un carrello anteriore e due pattini posteriori.

Cosa curiosa: il B-52 utilizzato per l’X-15 era lo stesso da cui fu sganciato l’X-43. Si trattava di un esemplare modificato utilizzato dalla NASA come aereo madre, che fu radiato nel dicembre 2004.

X-15 e B-52
Il B-52 “aereo madre” che sgancia un X-15. Fonte: Wikimedia Commons. Credits: USAF. US Public Domain

L’aereo più veloce in servizio oggi: il MiG-25 (e il MiG-31)

Sopra abbiamo parlato degli aerei più veloci, quelli dei record di velocità. Tuttavia, sono stati praticamente tutti ritirati dal servizio, oppure si tratta di dimostratori di tecnologia non pensati per la produzione in serie.

Ma qual è oggi l’aereo più veloce in servizio?

Risposta: il MiG-25, un caccia introdotto nei reparti dell’aviazione sovietica nel 1970. Questo aereo nacque come intercettore ad altissime prestazioni per rispondere ai bombardieri supersonici che gli Stati Uniti intendevano mettere in campo (soprattutto il B-70, che superava i 3.300 km/h). Alla fine, gli americani rinunciarono a questi velivoli, ma il MiG-25 entrò comunque in servizio con la difesa aere sovietica.

Il MiG-25 è il terzo aereo di serie più veloce mai entrato in servizio (dopo SR-71 e A-12): la velocità teorica superava i 3.400 km/h, ma era autolimitata a 3.000 per non dover buttare i motori subito dopo il volo: due grossi Tumansky R-15, ognuno lungo più di sei metri e pesante quasi due tonnellate e mezzo. Le industrie sovietiche costruirono oltre 1.100 esemplari di MiG-25, esportati in diversi Paesi.

Oggi rimane in servizio solo in Algeria (una decina di esemplari), Libia e Siria (un paio a testa. Forse).

Il suo successore è il MiG-31: molto più sofisticato ma meno estremo (raggiunge “solo” i 3.000 km/h), è in servizio in Russia e Kazakhstan.

MiG-25
Un MiG-25 dell’aviazione russa nel 2012. Fonte: Wikimedia Commons. Autore: Alex Beltyukov – RuSpotters Team. CC BY-SA 3.0

Fonti

(immagine di copertina derivata da Wikimedia Commons. Credits: NASA. US Public Domain)