L’Università Purdue studia il volo ipersonico con prototipi di propulsori stampati in 3D

Con il progredire della tecnologia aerospaziale, la ricerca della Purdue University, negli Stati Uniti, continua a spingersi oltre i confini del viaggio ipersonico. Sfruttando una tecnologia di stampa 3D all’avanguardia, i ricercatori del Purdue Applied Research Institute (PARI) sono riusciti a produrre con successo prototipi completamente funzionali di un motore a reazione, anche noto come scramjet. Questi innovativi e potenti motori potrebbero spingere i futuri velivoli a velocità ipersoniche superiori a Mach 5, ovvero cinque volte la velocità del suono.

Condotta dall’Hypersonic Advanced Manufacturing Technology Center (HAMTC) della Purdue, questa scoperta rappresenta un enorme balzo in avanti nel settore dell’ipersonica. Il nuovo progetto di scramjet offre infatti un approccio economico e di risparmio di tempo alla prototipazione e alla produzione sul campo.

Scramjet presso i Laboratori Maurice J. Zucrow della Purdue

Gli scramjet sono fondamentali nell’industria aerospaziale per la loro capacità di sostenere la combustione a velocità incredibilmente elevate, consentendo agli aeromobili di viaggiare oltre Mach 2. Ottenere questa velocità è spesso particolarmente impegnativo e, come descritto da Nick Strahan, ingegnere di prova senior dell’HAMTC, il compito è simile a quello di “accendere una candela in un uragano”, poiché le fiamme devono essere sostenute a una velocità elevata. Tuttavia, grazie a progetti innovativi del combustore e a tecniche efficienti di combustione del carburante, i ricercatori della Purdue hanno superato queste sfide con lo scramjet, aprendo la strada a progressi senza precedenti nella tecnologia aerospaziale.

Il ruolo della produzione additiva

Tra gli elementi chiave alla base di questa innovazione c’è l’utilizzo da parte della Purdue della tecnologia di stampa 3D, tra cui la Concept Laser X Line 2000R di GE, nota come una delle soluzioni a letto di polvere laser metallica più grandi al mondo, grazie alla sua capacità di 160 litri. Questa stampante per metallo di grandi dimensioni non solo snellisce il processo di produzione, ma consente anche di creare i progetti altamente complessi necessari per i motori. In particolare, la 2000R riduce al minimo il numero di pezzi, ottimizzando così le prestazioni e semplificando la produzione, e consente di ridurre il peso pur mantenendo la piena funzionalità dei motori.

Il direttore esecutivo di HAMTC, Michael Sangid, ha così commentato il successo di questo progetto: “Il progetto pilota scramjet è un grande esempio delle nostre capacità di integrazione verticale. Siamo in grado di prendere la polvere grezza e di trasformarla in pochi mesi in dati di prova rappresentativi di un prototipo in produzione. Questo sfrutta la flessibilità della produzione additiva nella progettazione del componente per aumentare l’efficienza“.

Gli studenti della Purdue lavorano all’interno della Purdue Hypersonics and Applied Research Facility.

La ricerca ipersonica della Purdue ha implicazioni significative che vanno oltre i progressi tecnici, estendendosi alla sicurezza nazionale e alla difesa. La maggiore velocità di produzione e l’efficienza dei costi non solo riducono le spese, ma rispondono anche al crescente bisogno di tecnologie ipersoniche avanzate. Inoltre, coinvolgendo gli studenti in tutte le fasi del progetto, dalla progettazione alla produzione e al collaudo, questo progetto contribuirà a promuovere una nuova generazione in grado di acquisire competenze avanzate e altamente richieste nel settore ipersonico, per soddisfare l’industria in crescita. Per saperne di più su questo progetto: qui.

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*Crediti per tutte le foto: Purdue University