Aerei a reazione: cosa sono, come funzionano i motori e la loro storia

Dopo appena sette anni dallo storico primo volo dei F.lli Wright del 1903, i primi pionieri dell'aeronautica iniziarono a lavorare sui motori a reazione. Detti anche aerei a getti o aviogetti, sfruttano il 3° principio di Newton ("principio di azione e reazione") per dare vita alla cosiddetta "propulsione a reazione": questo è il principio che permette anche agli aerei odierni di volare e di raggiungere in alcuni casi grandi velocità, anche superiori ai 2000 km/h! Ma come funzionano esattamente i motori a reazione? E quali sono le loro caratteristiche?

Il funzionamento degli aerei a reazione

Un aereo a reazione (in inglese jet plane) è un aero che è configurato con un motore a reazione (o motore a getto). Per spiegarla in modo semplice possiamo dire che questi motori sono in grado di sfruttare correnti di gas ad altissima velocità che, uscendo dal propulsore, forniscono al velivolo una spinta per andare avanti. Da un punto di vista più tecnico, possiamo dire che un motore a reazione genera spinta risucchiando all’interno del motore l’aria dall’esterno (generalmente con una ventola); l’aria viene compressa e miscelata con il carburante, questa nuova miscela viene combusta, i gas combusti sono accelerati da una turbina e “sparati” all’esterno attraverso un ugello di scarico.

I principali tipi di motore a reazione

Nonostante in commercio ne esistano di diverse tipologie, solitamente i motori a reazione più diffusi rientrano in due grandi categorie: turbofan e turboelica.

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Turbofan

Il motore turbofan (o Turboventola) è una tipologia di motore installate sulla maggior parte dei velivoli moderni, siano essi civili, militari, velivoli a pilotaggio remoto e anche missili. I turbofan sono idonei per velivoli che viaggiano a più di 800 km/h, ad alte quote e per grandi distanze.

Turboelica

Le turboeliche sono motori che generano spinta tramite la rotazione di un’elica. I turboelica sono idonei per gli aerei che operano a quote e velocità basse, velivoli che hanno rotte brevi e che hanno la necessità di decollare ed atterrare su piste brevi – infatti il turboelica sui brevi tratti genera più spinta dei turbofan.

La scelta di configurare un aereo moderno con un turbofan o con una turboelica dipende dalla vita operativa del velivolo.
Esistono in realtà altri tipi di motori a reazione ma sono peculiari in determinati campi, come turboalbero per gli elicotteri, lo statoreattore per i velivoli sperimentali (questo motore può spingere un aereo sperimentale oltre gli 8000 km/h come il caso del Boeing X-43) ed in fine turbofan a spinta direzionale, utilizzati per lo più in aerei a decollo verticale tipo il JSF. Tra gli anni '40 e '60 era molto utilizzato il turbogetto, poi andato in disuso per i troppi consumi.
Ad oggi lo sviluppo e la produzione su larga scala di motori efficienti per il mercato aeronautico è diviso fondamentalmente tra USA ed Europa con i relativi maggiori produttori quali la statunitense Pratt & Whitney e la britannica Rolls Royce.

La genesi dell’aereo a reazione

Già nel 1910 (e quindi solo 7 anni dopo il Flyer dei fratelli Wright), l'ingegnere rumeno Henri Marie Coandă capì che i fumi di scarico dei velivoli potevano essere utilizzati per generare spinta. In poco tempo progettò e realizzò quindi il Coandă-1910, il primo prototipo di areo nella storia ad utilizzare un motore a reazione.

Ci vollero quasi 30 anni e molti prototipi per realizzare un velivolo che utilizzasse questi principi: fu il motoreattore Caproni Campini N.1, realizzato nel 1940 e ad essere prodotto un serie. Un grande "boom" di questa tecnologia si iniziò a vedere in piena seconda guerra mondiale, quando furono prodotti più di 1400 esemplari del Messerschmitt Me 262, il primo caccia a reazione della storia che era in grado di raggiungere gli 848 km/h – ciò lo rese uno tra gli aerei più veloci impiegati durante la Seconda Guerra Mondiale.

La ricerca su motori sempre più efficienti e sempre più veloci, porto in volo per la prima volta (e restando in servizio per circa 25 anni) il Lockeed link SR-71 Blackbird, un ricognitore statunitense in grado di raggiungere in quota i 3529,6 km/h. Ad oggi la ricerca non si è fermata, anzi, si cerca sempre di realizzare motori sempre più veloci, il prossimo obbiettivo per gli USA, in particolar modo la Nasa, è testare un prototipo di aereo a M=15, ovvero all’incredibile velocità di quasi 18000km/h.