Turboventola Aerei Stealth

[Nick]

Avrei bisogno di informazioni riguardanti le turboventole utilizzate negli aerei stealth e di come riescono a diminuire il calore in uscita per non essere rintracciabili da rilevazioni a infrarossi.

[Flaggy]

Premetto che la domanda più che nella sezione Caccia andava fatta in quella Aerotecnica, magari inserendola in una della discussioni sui turbofan. In caso provvederanno a spostare i moderatori.

Per tornare al merito della domanda diciamo che contrariamente a quanto si pensi non c’è moltissimo che si possa fare per ridurre la temperatura dei gas in uscita se non aumentare il rapporto di diluizione, cioè aumentare il diametro della ventola, cosa che ha degli evidenti limiti nei velivoli militari il cui motore necessariamente è compatto e a BPR relativamente basso, sia per ragioni di prestazioni che per ragioni di mascheramento del motore all’interno della fusoliera o dell’ala per ragioni di stealthness..

 

I gas sono e restano caldi allo scarico.

Ciò che si può fare è favorire il rimescolamento con l’aria esterna in modo da abbatterne i picchi di temperatura e accorciare la scia incandescente.

Ciò è più facile nei velivoli con ugello fisso (semplificando i bombardieri che non hanno il postbruciatore).

Sull’F-117, sul B-2, sul defunto A-12 e (pare) sul nuovo B-21, ciò che si fa è appiattire e allargare il più possibile lo scarico: in tal modo l’aria esterna e i gas combusti si rimescolano subito.

 

Poi si possono utilizzare parti del velivolo per mascherare gli ugelli incassandoli in mezzo a derive e piani di coda (F-35 ed F-22) o arretrando il labbro superiore dello scarico e allungando quello inferiore in modo che sia l’ala a nascondere i gas caldi quanto meno se il velivolo viene visto dal basso: è il caso dell’B-2…

 

 

Di primaria importanza è invece evitare che il velivolo venga scaldato dai gas combusti e dal motore e per far questo si adotta qualche trucco.

Nel caso dell’F-35 ad esempio vi sono 2 piccole prese d’aria sotto ciascuna semiala che prelevano aria fredda che finisce col raffreddare il vano motore, impedendo che l’F-135 (di suo piuttosto caldino) riscaldi troppo il vano che lo contiene e con esso le superfici esterne della fusoliera posteriore (ci sono aerei come l’F-15, il SU-27 o anche il più recente T-50 in cui manco si vernicia questa parte di fusoliera tanto sono alte le temperature).

 

Un altro accorgimento sfrutta il fatto che il motore (di per se stesso un classico doppio flusso a basso rapporto di diluizione) convoglia il flusso freddo a valle della turbina.

Qui, come normale, il flusso caldo e freddo si rimescolano grazie a una successione i feritoie che mettono in comunicazione i due condotti coassiali freddo e caldo e che sono disposte lungo tutto il tratto a monte dell'ugello, ma a differenza di altri motori analoghi, una parte di tale aria viene fatta uscire proprio all’estremità del motore: i petali a geometria variabile dell’ugello sono infatti pieni di migliaia di piccoli fori da cui esce aria fredda proveniente dal compressore di bassa pressione e che raffredda l’ugello di scarico altrimenti investito dai gas caldi provenienti dalla camera di combustione.

Qui si vede l’ugello microforato dell’F-35…

 

 

 

E questo è quello dell’F-22, che sfutta lo stesso principio anche se applicato al suo ugello bidimensionale (si vedono meglio i fori sulle pareti interne laterali, ma ci sono anche sui due petali inferiore e superiore).