Analisi e sviluppi del ciclo Brayton-Joule nella propulsione degli aerei militari

Il presente elaborato analizza il ciclo termodinamico Brayton-Joule e la sua applicazione alla propulsione a reazione, con particolare riferimento ai velivoli militari. Dopo una descrizione teorica del ciclo e delle sue trasformazioni fondamentali (compressione, combustione ed espansione) viene illustrato l’adattamento del principio ai sistemi propulsivi aeronautici, evidenziando i parametri di rendimento e le principali variabili operative. L’analisi prosegue con lo studio dei motori turbojet e turbofan, descrivendone il funzionamento, le caratteristiche prestazionali e le differenze in termini di efficienza e consumo. Inquadrando il contesto storico, si ripercorrono le prime applicazioni del ciclo Brayton-Joule nella propulsione a reazione, dai pionieristici esperimenti di Frank Whittle e Hans von Ohain fino all’evoluzione dei propulsori moderni. Un’attenzione particolare è dedicata al caso studio del Grumman F-14 Tomcat, del quale è stato esaminato con un’analisi numerica il motore General Electric F110-GE-400. Attraverso una comparazione tra questa analisi e quella effettuata sul motore Junkers Jumo 004-B (primo motore a reazione usato su un velivolo operativo), vengono valutati i rendimenti e le caratteristiche dei due motori, mettendo in evidenza i progressi tecnologici raggiunti in termini di spinta, consumo e affidabilità. Infine, l’elaborato discute le innovazioni della quinta generazione aeronautica e le prospettive future delineate dal Global Combat Air Programme (GCAP), sottolineando come i moderni sviluppi in materiali, aerodinamica e combustibili sostenibili rappresentino la naturale evoluzione del ciclo Brayton-Joule verso una propulsione più efficiente e sempre più vincolata alle tecnologie ed esigenze moderne.