Analisi termodinamica e ottimizzazione dei motori supersonici

I motori destinati al volo supersonico presentano numerose criticità rispetto a quelli utilizzati per voli subsonici. L’obbiettivo di questo elaborato è analizzarne i principi di funzionamento da un punto di vista termodinamico, mettendo in luce le problematiche dovute all’alta temperatura dei fluidi in ingresso e proponendo alcune possibili soluzioni per il raffreddamento. Pertanto, l’analisi si concentra sul preraffreddamento del motore, su come dev’essere modificato il ciclo termodinamico e su come a livello pratico può essere sviluppato. Alcuni modelli utilizzati saranno i cicli ATREX (Air Turbo Ramjet engine with Expander Cycle) e SABRE (Synergetic Air-Breathing Rocket Engine) che rappresentano le soluzioni più concrete attualmente esistenti, ricordando comunque che un motore preraffreddato non ha mai volato fino ad ora, nonostante i numerosi studi e ricerche a riguardo. Dopo aver esaminato le principali proposte di implementazione, l’elaborato si conclude affrontando soluzioni innovative come l’utilizzo del propellente come liquido refrigerante, proposta molto innovativa che permette di risparmiare molto in termini di peso e introdurre combustibili alternativi, in un ambito difficile da conciliare con l’ecosostenibilità.