Scienziati cinesi affermano di aver trovato un materiale di rivestimento per migliorare le prestazioni delle future armi ipersoniche: la schiuma di carbonio.

Il team del China Aerodynamics Research and Development Center ha affermato che i loro test, condotti in una galleria del vento, hanno suggerito che il materiale potrebbe ridurre l'impatto delle onde d'urto di oltre il 20%.

E hanno detto che potrebbe migliorare la stabilità aerodinamica di un'arma fino a due ordini di grandezza alla velocità ipersonica di Mach 6.

Le armi ipersoniche esistenti in Cina possono viaggiare a una velocità cinque volte superiore a quella del suono, Mach 5, o più veloce.

La superficie liscia dei loro scafi, realizzati con materiali super duri come la lega di titanio e la fibra di carbonio, è progettata per ridurre la resistenza.

Ma le onde d'urto che possono essere generate a velocità ipersoniche potrebbero mettere a repentaglio un volo.

Le armi ipersoniche hanno sofisticati meccanismi di controllo del volo per affrontare le onde d'urto e mantenere la stabilità, ma i ricercatori sono alla ricerca di soluzioni più semplici.

Il team del centro aerodinamico di Mianyang, nella provincia di Sichuan, crede di aver trovato una risposta.

La schiuma di carbonio "ha un grande potenziale applicativo" come materiale di rivestimento per il futuro volo ipersonico, ha affermato Tu Guohua, scienziato capo dello studio, in un articolo pubblicato martedì sul Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, sottoposto a revisione paritaria.

La schiuma di carbonio può essere prodotta da molte cose tra cui carbone, gas naturale e persino legno.

È un materiale leggero e rigido con una superficie ruvida e pori irregolari formati da una rete di atomi di carbonio.

Quei minuscoli fori di respirazione dell'aria potrebbero prevenire o rallentare le turbolenze dannose in un flusso d'aria ipersonico, secondo il team di Tu.

Gli scienziati costruiscono un motore ipersonico basato su un progetto abbandonato due decenni fa. Hanno notato che rivestire un aereo ad alta velocità con un materiale grezzo non è un'idea nuova, ed è stato proposto per la prima volta dal fisico russo Alexander Fedorov presso l'Istituto di fisica e tecnologia di Mosca più di un decennio fa.

I ricercatori di tutto il mondo hanno cercato di mettere alla prova l'idea creando buchi o crepe in materiali resistenti come metalli, ceramica e fibra di carbonio, ma hanno incontrato sfide nelle applicazioni della vita reale.

La schiuma di carbonio è ampiamente utilizzata per isolare aerei e razzi.

Fino ad ora, nessuno aveva considerato l'utilizzo di questo materiale economico per rivestire un'arma ipersonica.

Il team di Tu ha iniziato osservando come la schiuma assorbe le onde sonore, raccogliendo molti dati grezzi per consentire a un computer di prevedere le sue prestazioni aerodinamiche a varie velocità.

La sua superficie ruvida era meno efficiente alle basse velocità, ma in ipervelocità la maggior parte della resistenza proveniva dalle onde d'urto, secondo la modellazione al computer.

Ha suggerito che la schiuma di carbonio potrebbe avere un vantaggio.

Gli scienziati hanno testato la teoria su un prototipo di veicolo ipersonico in una galleria del vento a Wuhan, nella provincia di Hubei.

La schiuma è stata avvolta attorno a un'area in cui le onde d'urto avrebbero avuto l'impatto maggiore.

Hanno scoperto che la sua superficie spugnosa riduceva significativamente la densità di energia delle onde d'urto allungandole e aumentando il loro contatto con il veicolo ipersonico, secondo il documento.

Studi recenti hanno suggerito che la schiuma di carbonio ha altri vantaggi se utilizzata su un'arma.

Ad esempio, si dice che la sua struttura porosa sia altamente efficiente nell'assorbire le onde elettromagnetiche, il che significa che potrebbe essere potenzialmente utilizzata per aiutare a eludere il rilevamento e il tracciamento radar.

Potrebbe anche essere rafforzato e le sue altre proprietà fisiche modificate nel processo di produzione o aggiungendo elementi extra.

Ma ci sono preoccupazioni che la schiuma di carbonio possa bruciare se esposta all'ossigeno ad alte temperature.

I ricercatori della China Aerospace Science and Technology Corporation lo scorso anno hanno affermato che questo problema potrebbe essere evitato utilizzando una schiuma di carbonio super resistente.

Hanno affermato che il loro potrebbe sopravvivere a temperature fino a 3.000 gradi Celsius (5.430 Fahrenheit), simili a quelle raggiunte sulla superficie di un'arma ipersonica.

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