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Dec 30, 2023

Voleremo mai supersonicamente sulla terra?

By Matthew Hutson In 1947, Chuck Yeager, the Air Force test pilot, became the

Di Matthew Hutson

Nel 1947, Chuck Yeager, il pilota collaudatore dell'Air Force, divenne la prima persona a rompere la barriera del suono. Lo ha fatto su un minuscolo aereo di colore arancione chiamato Bell X-1, essenzialmente una cabina di pilotaggio e due ali collegate a un motore a razzo. Come tutti gli aerei supersonici, Yeager lasciò dietro di sé un boom sonico. Il principio alla base del boom è semplice: il suono viaggia nell'aria sotto forma di onde di compressione, così chiamate perché si verificano quando l'aria diventa più densa e più rada; mentre un aereo vola, le onde si espandono in tutte le direzioni alla velocità del suono. Ma quando l’aereo stesso supera quella velocità – a circa settecentosettanta miglia orarie al livello del mare, o circa seicentosessanta all’altitudine di crociera – raggiunge le onde che si espandono davanti a lui. Cominciano ad accumularsi e quest'unica onda unita raggiunge il suolo tutta in una volta, creando un boom. Segue una zona di bassa pressione, la depressione dell'onda, e poi ritorna la normale pressione dell'aria, creando il proprio suono. (Spesso i boom sonici fanno boom-boom.) Non è una coincidenza che i boom sonici suonino come un tuono; il tuono è un boom sonico, causato dalle onde d'urto che si espandono attorno ai fulmini. I proiettili viaggiano abbastanza velocemente da provocare boom sonici, così come le code delle fruste. Contrariamente a quanto si potrebbe immaginare, un aereo provoca un boom sonico non solo una volta, quando rompe la barriera del suono, ma continuamente per tutto il tempo in cui è supersonico. Il boom spazza tutto ciò che si trova sotto di esso: una specie di scopa sonica larga circa un miglio per ogni mille piedi di altitudine dell'aereo.

I progetti per l'aereo che sarebbe diventato il Concorde, il primo "trasporto supersonico" commerciale, o SST, iniziarono negli anni Cinquanta. La NASA iniziò a lavorare sul trasporto supersonico fin dalla sua fondazione, nel 1958, per poi optare per un progetto della Boeing. Ma queste iniziative sono iniziate prima che i boom sonici fossero pienamente compresi. In un riassunto tecnico scritto nel 1960, gli scienziati della NASA avvertirono che "le pressioni acustiche delle onde d'urto" potrebbero essere "di intensità sufficiente a danneggiare parti delle strutture edilizie a terra come le finestre, oltre a causare fastidio". Tuttavia, ci vorrà del tempo per valutare l’intera portata di questo fastidio. Per oltre dieci mesi, tra il 1961 e il 1962, l'Air Force e la Federal Aviation Administration (FAA) eseguirono l'operazione Bongo, facendo volare bombardieri B-58 su St. Louis e chiedendo ai cittadini circa centocinquanta boom creati dagli aerei; gli autori hanno concluso solo che, dopo ripetuti boom, "ci si può aspettare qualche reazione". ("Il boom sonico è un problema di pubbliche relazioni di massima priorità", disse al New Yorker un maggiore dell'aeronautica nel 1962.) Un quadro più chiaro emerse nel 1964, quando l'operazione Bongo II creò più di mille boom sonici su Oklahoma City. Le persone si lamentavano di interruzioni del sonno, delle conversazioni e della tranquillità, nonché di occasionali crepe nell'intonaco o nel vetro. Alla fine, circa uno su quattro ha affermato di non poter imparare a convivere con il rumore. Questi studi, insieme a decine di migliaia di denunce contro l’Air Force per danni alla proprietà – cavalli e tacchini presumibilmente morti o impazziti – portarono la FAA a vietare il volo supersonico civile via terra, nel 1973.

Ci sono molte ragioni per cui il Concorde, che volò per la prima volta nel 1969, ha smesso di volare nel 2003. Tra queste c'è il fatto che il servizio poteva raggiungere velocità supersoniche solo sopra l'oceano. Questo mese, United Airlines ha annunciato l'intenzione di acquistare aerei da Boom Supersonic, una startup di Denver che mira a produrre una nuova generazione di aerei passeggeri supersonici. Ma l'aereo di Boom, l'Overture, continuerà a esplodere, e quindi rimarrà una bestia d'oltremare, almeno a tutto gas. Il viaggio supersonico via terra – da JFK a SFO in tre ore, più o meno – dipende dall’invenzione di un boom più silenzioso.

Solo negli ultimi vent’anni, con modelli computerizzati migliorati di aerodinamica, è diventata possibile una sorta di tonfo sonico. "La teoria di base per la modellazione del boom sonico esisteva effettivamente durante lo sviluppo del Concorde, negli anni Sessanta," mi ha detto Michael Buonanno, responsabile dei veicoli aerei alla Lockheed Martin. Sfortunatamente, ha continuato, "i computer non erano abbastanza potenti all'epoca per eseguire le simulazioni avanzate necessarie per ottenere realmente" la forma ideale. Nel 2003 e nel 2004, utilizzando simulazioni migliori, la NASA ha pilotato lo Shaped Sonic Boom Demonstrator, un Northrop Grumman F-5 con un lavoro al naso; i ricercatori hanno risparmiato denaro innestando una porzione rimovibile sulla parte inferiore di un jet preesistente, chiamando l'aereo risultante Pelican, a causa del suo profilo a bulbo. Nel 2006 e nel 2007, la NASA ha perseguito un'idea simile in collaborazione con Gulfstream, dotando un McDonnell Douglas F-15 di un "Quiet Spike", che sporgeva di circa ventiquattro piedi dal suo muso.