Propulsione aerea/Capitolo XIII°
Il pulsoreattore
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Si è visto che nei complessi propulsori con turbina a gas si ha un regime gassoso stazionario lungo i condotti; la combustione è a pressione costante o quasi.
E' stato realizzato però un dispositivo propulsore molto semplice e costruttivamente economico ma di basso rendimento totale con regime gassoso pulsante; questo dispositivo è schizzato nella figura. Consta sostanzialmente di un condotto a sezione circolare opportunamente sagomato, munito alla estremità d'ingresso dell'aria di una griglia che porta delle alette elastiche che si possono aprire verso l'interno solamente; tutta la griglia funzione quindi come una grande valvola: Entro la camera di combustione che segue la griglia viene spruzzato il combustibile tramite iniettori portati dalla stessa griglia.
Supponiamo il dispositivo funzionante ad una certa velocità di traslazione V; sulla griglia porta alette insiste all'esterno la pressione dinamica che tende a tenerle costantemente aperte; la pressione dei gas all'interno oscilla durante la fase di combustione ed espansione tra valori più alti e più bassi di quella dinamica esterna; le alette-valvole restano aperte per tutta la durata caratterizzata dall'essere la pressione all'interno inferiore a quella esterna dinamica.
Quando l'aria entra si auto-comprime nel diffusore mentre il combustibile rapidamente vaporizza; segue la combustione vivacissima e la pressione sale chiudendo le alette-valvola di ammissione, mentre inizia l'espansione nel condotto di scarico. Quando la pressione ridiscende per effetto dello scarico si riaprono le alette-valvola e tutto si ripete.
Si legge spesso sui libri e riviste che in questo dispositivo la combustione avviene a volume costante; questo non è vero perché il dispositivo di regola è aperto dalla parte dell'ugello; l'aumento di pressione avviene con modalità difficili a definirsi.
All'incirca si ha un andamento del tipo segnato nella figura affiancata; l'area del diagramma rappresenta il lavoro ottenibile per una pulsazione; questo lavoro appare come energia cinetica nel condotto.
Il funzionamento è automatico del tutto ed il numero di pulsazioni nell'unità di tempo dipende da molteplici fattori interferenti fra loro; forma, dimensioni e materiale delle alette-valvola; qualità e portata del combustibile; forma re dimensioni della camera di combustione; forma e dimensioni del condotto di scarico; velocità e quota di funzionamento. Specialmente la lunghezza del condotto ha una grande importanza perché esso funziona come una colonna sonora con nodi e ventri e vi sono lunghezze ottime per il massimo effetto propulsivo.
Il dispositivo di regola viene catapultato.
Il rendimento termodinamico di un pulsoreattore è molto basso, circa il 5%; il rendimento propulsivo medio verso i 500Km/h si aggira su 0,6, il rendimento globale è quindi del 3% circa; il consumo sale sui 2Kg di combustibile per C.V. ora utile.
Questo dispositivo semplice ed economico dal punto di vista costruttivo sarebbe quanto mai antieconomico come propulsore normale a parte il fastidioso rumore; questo spiega come il suo impiego sia stato confinato alle bombe volanti ed a modellini volanti.