Gli aerei a reazione: una panoramica completa su cosa sono, il funzionamento dei motori e la loro evoluzione storica

La velocità dei moderni aerei commerciali è incredibile: possono viaggiare a oltre 800 km/h, grazie ai motori a reazione. Ma come funzionano esattamente questi motori e quali sono le loro caratteristiche?

L’avvento dei motori a reazione è stato un punto di svolta nell’aeronautica. Dopo soli sette anni dal primo volo dei Fratelli Wright nel 1903, i pionieri dell’aeronautica iniziarono a lavorare su questo tipo di propulsione. Gli aerei a getto, o aviogetti, sfruttano il terzo principio della dinamica di Newton, noto come principio di azione e reazione. È proprio questo principio che consente loro di volare a velocità estreme, anche superiori ai 2024 km/h in alcuni casi.

Ma come avviene questa “propulsione a reazione”? I motori a reazione funzionano espellendo grandi quantità di gas ad alta velocità dalla parte posteriore dell’aereo. Questo flusso di gas produrrà un’azione opposta, spingendo l’aereo in avanti. Essenzialmente, è come se l’aereo “sparasse” il gas verso la parte posteriore per spingersi in avanti.

Gli aeromobili a reazione hanno caratteristiche straordinarie: possono volare molto più in alto di altri aerei, raggiungere velocità incredibili e coprire grandi distanze in tempi brevi. Tutto ciò è possibile grazie alla potenza dei motori a reazione e alla loro capacità di produrre un’enorme spinta.

Grazie a questa fantastica invenzione, viaggiare in aereo è diventato non solo più veloce, ma anche più efficiente e accessibile a un numero sempre maggiore di persone.

I principi e il funzionamento dei motori a reazione degli aerei

Un aereo a reazione, noto anche come jet plane in inglese, è un tipo di aereo che utilizza un motore a reazione per muoversi. Questi motori sfruttano la propulsione a getto, ovvero la spinta generata dal lancio di gas ad alta velocità dal retro del motore. In termini semplici, il motore a reazione funziona aspirando aria dall’esterno attraverso una ventola, che viene poi compressa e mescolata con il carburante. La miscela compressa viene quindi bruciata, producendo gas ad alta pressione che vengono espulsi dal motore attraverso un ugello di scarico, generando così la spinta che spinge il velivolo in avanti. Dal punto di vista tecnico, la spinta viene generata dalla propulsione dei gas ad alta velocità all’esterno del motore, in base al principio di azione e reazione enunciato da Isaac Newton.

I vari e più importanti tipi di motori a reazione

I motori a reazione sono diffusi in diverse tipologie, ma solitamente si possono suddividere in due grandi categorie: turbofan e turboelica.

I motori turbofan e turboelica sono ampiamente utilizzati nella propulsione dei velivoli. Entrambi sfruttano il principio della reazione per generare spinta, ma con alcune differenze sostanziali.

Il turbofan, ad esempio, sfrutta la compressione dell’aria all’interno di una camera di combustione e l’espansione dei gas per produrre spinta in maniera efficiente. Questo tipo di motore è ampiamente impiegato nei jet di linea e nei velivoli commerciali.

Dall’altra parte, il turboelica sfrutta una turbina per produrre potenza meccanica, che alimenta un’elica per generare spinta. Questo tipo di motore è spesso utilizzato in aerei a corto raggio e in applicazioni militari.

In conclusione, questi due tipi di motori a reazione sono fondamentali per l’aviazione moderna, ma sono progettati per scopi e utilizzi specifici.

Turbofan

I motori turbofan, chiamati anche turboventola, rappresentano una delle tipologie di motori più utilizzate sui velivoli moderni. Questi motori sono installati su aerei civili, aerei militari, velivoli a pilotaggio remoto e persino su missili. I turbofan sono particolarmente adatti per velivoli che viaggiano a velocità superiori a 800 km/h, a quote elevate e per percorrere lunghe distanze. La principale caratteristica di questi motori è la presenza di una ventola che, oltre a generare spinta, contribuisce in modo significativo alla propulsione del velivolo. Grazie a questa particolare configurazione, i motori turbofan sono tra le scelte migliori per soddisfare le esigenze di prestazione di molti aerei moderni.

Turboelica

I motori turboelica sono motori utilizzati per generare la spinta necessaria alla propulsione degli aerei, grazie alla rotazione di un’elica. Questo tipo di motore è particolarmente adatto per gli aerei che operano a basse quote e a velocità ridotte, e che devono decollare e atterrare su piste di dimensioni ridotte. Infatti, rispetto ai motori turbofan, il turboelica è in grado di generare una maggior spinta su brevi distanze.

La scelta tra l’utilizzo di un turbofan o di un turboelica per configurare un aereo dipende dalla tipologia di utilizzo prevista per il velivolo. È importante sottolineare che esistono anche altri tipi di motori a reazione, ciascuno con le proprie specificità e utilizzati in determinati campi. Ad esempio, i motori turboalbero sono utilizzati negli elicotteri, mentre lo statoreattore viene impiegato nei velivoli sperimentali, consentendo loro di raggiungere velocità elevate, come nel caso del Boeing X-43 che può superare i 8000 km/h.

In passato, tra gli anni ’40 e ’60, era diffuso l’uso del turbogetto, ma successivamente è caduto in disuso a causa dell’elevato consumo di carburante. Attualmente, lo sviluppo e la produzione su larga scala di motori efficienti per l’industria aeronautica sono principalmente concentrati negli Stati Uniti e in Europa, con importanti produttori come la statunitense Pratt & Whitney e la britannica Rolls Royce.

L’origine e lo sviluppo dell’aereo a reazione

Nel lontano 1910, l’ingegnere rumeno Henri Marie Coandă fece una scoperta rivoluzionaria nell’ambito dell’aviazione. Aveva capito che i fumi di scarico di un aeroplano potevano essere utilizzati per generare spinta. Questa intuizione lo portò a progettare e realizzare il Coandă-1910, il primo prototipo di aereo nella storia ad utilizzare un motore a reazione.

Ma è stato solo nel 1940 che è stato realizzato il primo motore a reazione in grado di essere prodotto in serie, il Caproni Campini N.1. L’aviazione ha fatto passi da gigante grazie a questa tecnologia, soprattutto durante la Seconda Guerra Mondiale. Durante questo periodo, sono stati prodotti oltre 1400 esemplari del Messerschmitt Me 262, il primo caccia a reazione della storia in grado di raggiungere velocità impressionanti, fino a 848 km/h.

La ricerca di motori sempre più efficienti e veloci ha portato allo sviluppo di aerei incredibilmente veloci, come il Lockeed link SR-71 Blackbird, un ricognitore statunitense che è stato in servizio per circa 25 anni e capace di raggiungere la straordinaria velocità di 3529,6 km/h in quota.

E anche oggi la ricerca non si è fermata. Attualmente, la NASA sta lavorando al prototipo di un aereo in grado di volare a quasi 18000 km/h, un obiettivo ambizioso che potrebbe aprire nuove frontiere nell’aviazione.