Scusa ma escludi quindi che l’ugello generi “backpressure”? E’ una cosa basilare nei motori endotermici, o anche nelle “pressure washer” dove l’ugello ha questa funzione - la mia produce 200bar con l’ugello montato oppure qualcosa che posso fermare con il pollice senza ugello
Non e’ il default, e mi pare che se anche lo “flagghi”, il default e’ di sole 24 ore, a meno che non lo cambi nel pannello di controllo, ed al netto di recenti cambiamenti sul forum
io sono sempre connesso al rito quando entro e nonricordo di aver fatto nulla nel di controllo; se mai, senza uscire troppo dal topic, potrà dire qualche cosa un admin.
È un peccato, il suo nick mi piaceva, non so bene perché… 
Deformazione professionale! Comunque è curioso che abbia acceso una discussione tanto interessante per poi non partecipare più…
Forse si è spaventato… 
Salve di nuovo a tutti!
Voglio per prima cosa scusarmi per l’assenza dopo aver aperto il topic. Tra i vari problemi, mi si è sfasciato il PC 
Devo ringraziare ognuna delle gentilissime persone che hanno preso parte a questo topic.Vi confesso anche che non pensavo la mia domanda potesse suscitare tanto interesse, addirittura temevo fosse alquanto stupida.
Tornando all’argomento:
Hai CENTRATO il mio dubbio.
Le risposte di tutti voi sono state interessanti e motivanti, e ho sfruttato il periodo in cui sono stato assente dalla conversazione per cercare anche ulteriori risposte che potessero aiutarmi a capire. Sul web, ma non solo.
Ho avuto modo di parlare con un ragazzo di Ingegneria Aerospaziale e, pensate un pò, mi ha confessato che al corso di motori della triennale la formula della spinta per Endoreattori/ Esoreattori non è accompagnata da un’opportuna spiegazione che risponda alla mia domanda iniziale, ovvero dove “poggia” la spinta. Per fortuna la stessa persona sta studiando ormai presso la laurea magistrale, e pare che li gli insegnamenti siano un pò più seri.
Posso dunque dire questo: sia per gli endoreattori che per gli esoreattori l’elaborazione della spinta è attribuita all’ugello. Se ho ben capito, nel caso in cui consideriamo un ugello divergente, finchè il gas espulso è “guidato” nella sua espansione esercita una forte pressione sulle pareti dell’ugello. Con un minimo intuito vettoriale possiamo immaginare come questa pressione dia una componente di spinta nella direzione del moto (va da se, che già questa versione sembra spiegare una spinta molto più “faticata”, poichè solo una certa componente è utile, che non una ottenuta in linea retta direttamente). In altre parole, il motore risulta “sgusciare” in avanti, a causa dell’espansione del flusso che avviene nel suo ventre ( per non dire posteriore )
Primo dubbio, e se l’ugello è convergente? Verrebbe da immaginare che la spinta provocata dalla pressione del flusso faccia andare il motore al contrario. Qui spero qualcuno possa aiutarmi a capire.
Poi, la spinta mi è stata definita sia come F = ma ( ue - uo) + Ae(Pe - Po) … caso motori aeronautici, sia come più in generale " l’integrale della pressione del flusso in uscita sulle pareti dell’ugello". Considerando tale integrale, dobbiamo allora supporre che l’ugello contribuisca alla spinta in ogni sua parte? E allora perchè nella prima equazione che ho scritto vogliamo ottenere una velocità di eflusso il più alta possibile? Lo chiedo perchè considerare solo la sezione di eflusso parrebbe a questo punto riduttivo.
Infine, se davvero è la pressione del flusso sull’ugello a fornirci la spinta, dovremmo concludere che, anche se ovviamente le leggi di newton valgono, non è l’esempio di un palloncino ne quello di una pistola a spiegare realmente il funzionamento dei motori a reazione?
No, la legge è sempre quella. Torniamo all’esempio del razzetto e del cannone: come si spiegano? Su cosa appoggiano? Idem per gli idranti che lasciati liberi “sbisciano”. Esempio per capire meglio: nel film Rambo, in una delle scene finali, Stallone spara con un M60 tenendolo con un braccio solo. Ah, che figo! Sai che rinculo fa un M60? Dovtrebbe volargli via dalle mani! Invece, se guardi bene, i bossoli che escono dal mitragliatore non sono i classici bossoli da arma da fuoco, ma alla fine hanno una lunga strozzatura. Se qualcuno ha fatto la naja ed ha sparato " a salve", sa che quelli sono i bossoli delle munizioni da esercitazione, ovvero solo polvere da sparo senza proiettile. Creano una pressione nella canna che serve solo ad azionare i meccanismi di sparo a recupero di gas e niente rinculo. Anch’io che sono minutino potrei fare il figo con un M60 usando munizioni a salve.
Quindi, in un arma da fuoco se metti solo la polvere da sparo e la fai detonare non otttieni rinculo, ma se ci metti il proiettile hai il rinculo. Perché? F= ma.
Più massa e più accelerazione (velocità) = più spinta. Per questo i propellenti per razzi non fanno uso della normale benzina. Occorrono combustibili che producano una gran massa di gas a grande velocità. Quindi il gas combusto è più denso ed ha una velocità magggiore di quello prodotto dalla benzina e pertanto più idoneo al volo spaziale. Se potessi mettere idrogeno ed ossigeno liquidi nel fuoco d’artificio potrei quasi spingerlo in orbita, se, ma non si può per ovvi motivi pratici.
Infine, un semplice principio alla base del razzo è l’equazione V1M1 = V2 M2, dove 1 è il razzo e 2 i gas esausti che escono dai razzi. Posso variare la V2 per esempio creando una strozzatura all’interno della camera di combustione, che ne aumenta la pressione e quindi la velocità d’uscita dei gas. Parte della spinta la ottieni sulla testa della camera di combustione, ma i gas che escono hanno ancora molta energia e la recupero sagomando l’ugello d’uscita, anche perchè se non lo faccio, le dinamiche che si sviluppano all’uscita potrebbero compromettere l’efficienza ed addirittura il funzionamento dello stesso propulsore con il rischio di spegnimento o distruzione. Se metto un altra strozzatura dopo l’ugello la mia spinta diminuisce perché i gas “premono” in direzione opposta, a difdrenza della camera di combustione dove lì invece creano più pressione e più velocità all’uscita. La seconda strozzatura potrebbe fungere da seconda camera di combustione, ma lì i gas hanno già perso energia. Anzi, potresti far esplodere l’ugello.
Ti consiglio di cercare qui sul forum il mio “vademecum dell’astronautico dilettante”, che spero ti possa essere utile.
Infine ti pongo una domanda: se nello spazio i gas non hanno un punto d’appoggio, allora come si muove un veicolo spaziale? La conclusione sarebbe che è tutta una finzione. Bene, allora Sky per quale diavoleria la vedi nella tua TV?
Il razzo non è una leva, quindi non gli occorre il punto d’appoggio. Idem per la propulsione aeronautica o navale ad elica.
Come già all’inizio, è un concetto dei primi del novecento ormai superato.
Mi fa piacere leggere questa discussione che trovo interessante.
Qui parlate di teoria provate ad applicarla in pratica!
Da tutto questo si può capire quanto complicato sia quello che ho fatto e stò facendo.
Dimensionare, costruire, testare e fare volare un endoreattore a propellente liquido non è una cazzata.
Mi spiace molto di non essere stato capito in questo forum .
Ciao
Paolo
Perdonami Paolo e mi perdonino gli admin per questo OT: non avevo seguito da vicino la vicenda, ma se ben ricordo il tuo lavoro aveva suscitato molto interesse e molta ammirazione tra noi tutti, me compreso. Ciò che è seguito è stato causato solo dalle tue polemiche “politiche” reiterate sul forum nei confronti di persone/associazioni/gruppi. Che tu avessi ragione o meno non sta certo a me dirlo né avrei gli strumenti per farlo, ma sinceramente trovo poco onesto affermare che il tuo lavoro non venisse capito dagli utenti: ti abbiamo seguito con passione e interesse fin quando hai voluto condividere con noi le tue realizzazioni, almeno fin quando la tua volontà di alimentare faide personali non ha preso il sopravvento allontanando gli utenti.
Mi trovo d’accordo con Blitzed.
Il tuo lavoro è sempre stato molto apprezzato qui sul forum, lo dico a livello personale principalmente ma anche valutando i post che ci sono stati relativi al tuo lavoro.
Ho letto il Vademecum dell’astronauta dilettante. E’ davvero molto chiaro nella sua esposizione e mi complimento con l’autore.
Provo a spiegare meglio quali punti faccio fatica a capire.
Motori Aeronautici: la portata di aria trattata dal motore risulta essere un flusso continuo che attraversa i vari stadi. Presso la camera di combustione avviene l’accensione della miscela aria - combustibile, e il flusso si dirige verso le turbine con maggior pressione. Alla luce del fatto che l’aria e’ diretta costantemene verso l’ugello mi e’ difficile pensare che possa “spingere nella camera di combustione” favorendo il moto, poiche’ dovrebbe agire in senso inverso al suo moto. Vorrei inoltre sottolineare che un motore aeronautico come il turbogetto e il turbofan e’ una macchina complessa. Abbiamo il compressore, il bruciatore, le turbine e l’ugello. Per questo fatto e’ gia’ difficile tenere a mente le forze a cui e’ sottoposto il flusso nel corso del suo complicato percorso. Giorni fa ho parlato con un manutentore aeronautico. Mi disse che, a suo avviso, la camera di combustione di un motore generico e’ assolutamente incapace di sopportare il peso di una spinta come quella che di fatto muove un aereo.
Nel caso del palloncino avevamo un fluido in quiete con una pressione distribuita secondo il principio di Pascal. Forando il palloncino il flusso esce e le forze non sono piu bilanciate: abbiamo un moto. Nel motore generico il flusso non e’ mai in quiete… gia’ per questo non riesco a ritrovarmi confrontando palloncino e motore. Inoltre, nel proiettile il rinculo e’ dovuto alla pressione del gas sulla superficie interna dell’arma. Per l’appunto, sto cercando tale superficie nel caso dei motori, esoreattori o endoreattori che siano.
Consideriamo l’ugello. Per il principio di Venturi il flusso accelera al sua interno. E’ un fenomeno che si verifica quando un flusso subsonico e’ costretto a passare in un condotto convergente. L’espressione della spinta ci dice che F = ma (ue - uo)… si tratta della spinta che ha agito sul fluido nel corso dell’ attraversamento dell’ugello provocando la sua accelerazione.
Qui mi blocco. Comprendo che le pareti dell’ugello forzino il flusso a percorrere una certa traiettoria… ma la accelerazione secondo venturi avviene a causa delle interazioni delle varie sezioni di fluido che si susseguono nel condotto… quindi in tutto questo il motore che ruolo ha? Perche il flusso acquistando velocita’ fornisce una spinta al motore? E, torno a ripetere perche mi preme, tale spinta agisce sull"ugello? E se l’ugello e’ convergente al motore cosa succede?
L’esempio del ragazzino sui pattini per ghiaccio che lancia uno zaino e si ritrova a indietreggiare e’ calzante… ma nei motori in questione non trovo le “mani” che spingono e ricevono spinta contraria… non vi e’ alcun pistone nel motore.
Endoreattori: sia quelli a propellenti liquido che quelli a propellente solido vedono l’accensione di una sostanza in una camera di combustione che scarica direttamente nell’ugello. Qui l’esempio del palloncino sembra piu’ confrontabile, ma sono quasi certo che anche in questo caso l’ugello giochi un ruolo fondamentale nel produrre la spinta, e vorrei pari modo capire come fa.
P.S. E’ vero, se attivo un idrante e lo lascio inizia a sguizzare… potreste aiutarmi a capire meglio da dove arriva questa forza? Il terzo principio della dinamica si presenta costantemente, eppure fatico a vedere dove e’ che si presenta e come agisce sulla struttura dell’idrante, o motore che sia.
Se quello che ho capito è corretto, il fatto che il flusso debba seguire il percorso del tubo implica costanti urti tra le particelle e la superficie interna del tubo, da qui dovrebbero derivare gli impulsi che la fanno muovere.
Se questo è vero, palloncino e idrante sono due esempi completamente diversi, e i motori dovrebbero affiancarsi, con il loro ugello, al caso dell’idrante.
Aggiungerei che non mi convince affatto il principio per cui accelerare il flusso faccia incrementare la spinta sulla superficie della camera di combustione dell’endoreattore. Se foriamo il palloncino, in tale sede non vi è più pressione sulla sua superficie. Non credo che rendere tale foro convergente aumenti la spinta… nel senso che nella parte diametralmente opposta la pressione esercitata dal flusso sarà sempre la medesima, e potrà “lavorare” solo una volta aperto il foro, del quale conta solo la sezione… il tipo di condotto che faccia uscire l’aria non sono affatto certo che influsica.
No, il rinculo e’ quasi nullo.
Anch'io che sono minutino potrei fare il figo con un M60 usando munizioni a salve.
E’ estremamente pesante, e per tenerlo “all’anca” serve essere piuttosto forti, ma il rinculo e’ praticamente assente:
Ricordo che l’M60 spara un .308, munizione sufficiente a trapassare grossi muri di calcestruzzo. Ci sono molte altre persone su Youtube che mostrano la stessa cosa.
Infatti imho è meglio pensare a un ramjet (statoreattore) in cui l’aria entra, viene (compressa passivamente, addizionata di carburante) incendiata ed esce. È un tubo, e funziona perché una grande massa d’aria aria viene accelerata e direzionata. Nel turbofan la “superficie di spinta” che cerchi è rappresentata da tutte le pale della ventola e in minima parte del compressore e della turbina, nonché da una serie di superfici interne. Laddove viene accelerata maggiormente la maggior parte dell’aria, lì si genera la maggiore spinta: nei turbofan questo avviene ad opera della ventola, specie a basse velocità.
Inoltre, nel proiettile il rinculo e' dovuto alla pressione del gas sulla superficie interna dell'arma. Per l'appunto, sto cercando tale superficie nel caso dei motori, esoreattori o endoreattori che siano.
La forza è trasmessa dal bossolo al fondo della canna e da quest’ultimo alla tua spalla/mano etc., se fai esplodere un colpo “nudo” fuori da una pistola il risultato è che il proiettile parte in avanti e il bossolo parte indietro praticamente alla stessa velocità (assumiamo che abbiano massa uguale)…eccolo il rinculo, anche in assenza del fondo della canna.
Consideriamo l'ugello. Per il principio di Venturi il flusso accelera al sua interno. ... Comprendo che le pareti dell'ugello forzino il flusso a percorrere una certa traiettoria... ma la accelerazione secondo venturi avviene a causa delle interazioni delle varie sezioni di fluido che si susseguono nel condotto... quindi in tutto questo il motore che ruolo ha?
Il motore (immagino intendi ciò che sta a monte del nozzle, quindi camera turbopompe etc.) serve a generare i gas ad alta pressione che vengono poi convogliati nell’ugello. L’ugello serve a prendere questi gas ad alta pressione e trasformarli in gas ad alta velocità direzionati in modo appropriato (i.e. tutto il gas accelerato nella stessa direzione e con lo stesso verso).
Perche il flusso acquistando velocita' fornisce una spinta al motore?
Per la terza legge di Newton che dà il titolo al topic! Il razzo accelera una massa di gas e ne riceve una spinta opposta proporzionale alla massa ed alla velocità del fluido accelerato. L’obbiettivo è quindi generare molto gas (nei razzi, nei jet diremmo accelerare un gran volume d’aria) e/o fare in modo che venga espulso alla massima velocità possibile.
E, torno a ripetere perche mi preme, tale spinta agisce sull"ugello?
Soprattutto. E sulle pareti della camera. Quindi l’ugello può reggere il peso del razzo? Sì, anzi molto di più.
E se l'ugello e' convergente al motore cosa succede?
Che hai costruito un razzo poco efficiente perché anziché sfruttare il gradiente di pressione tra camera ed esterno per accelerare i gas, sfrutti la velocità dei gas per aumentarne la pressione. Alla fine dell’ugello hai una massa di gas lenti ad alta pressione, usciranno dal nozzle a velocità più bassa generando meno spinta. L’obbiettivo del nozzle è esattamente l’opposto, ossia arrivare in fondo al nozzle avendo convertito tutta (o quasi) la pressione iniziale (in uscita dalla camera) in velocità dei gas. Per questo hanno prestazioni diverse in atmosfera e nel vuoto, perché la pressione finale dei gas cambia (1 vs. 0 atm).
Aggiungerei che non mi convince affatto il principio per cui accelerare il flusso faccia incrementare la spinta sulla superficie della camera di combustione dell'endoreattore. Se foriamo il palloncino, in tale sede non vi è più pressione sulla sua superficie. Non credo che rendere tale foro convergente aumenti la spinta... nel senso che nella parte diametralmente opposta la pressione esercitata dal flusso sarà sempre la medesima, e potrà "lavorare" solo una volta aperto il foro, del quale conta solo la sezione... il tipo di condotto che faccia uscire l'aria non sono affatto certo che influsica.
Fai confusione tra la pressione del palloncino e la spinta che invece è generata dalla pressione interna alla camera/palloncino. La spinta che si genera sulla parete anteriore della camera è dovuta alla porzione di gas che escono dalla camera all’estremità opposta ad una certa velocità. Questa spinta è generata esclusivamente dalla camera e non cambia, secondo me, a prescindere dal nozzle che si trova a valle. Quello che cambia è la componente principale della spinta, ossia quella generata dall’ugello, che imprime ai gas gran parte della loro velocità riducendone pressione e temperatura.
Negli SRB la spinta agiva in cima? Secondo me solo in parte: l’SRB è come una lunga camera di combustione, all’interno la pressione aumenta ma i gas erano comunque accelerati soprattutto dal nozzle di uscita.
Nel caso di condotto convergente mi riferivo ad un flusso subsonico. Ho dimenticato di scriverlo. Intendevo dunque tutti gli ugelli convergenti negli aerei militari/civili. In tal caso, essendo il flusso subsonico, la pressione diminuisce e la velocità aumenta. Per questo chiedevo in tal caso quale contributo potesse dare il nozzle. Credo che il contributo sia di resistenza, anzichè di propulsione. Eppure il flusso viene in tal sede accelerato per volontà dei costruttori.
Spero che con questa immagine sia più chiaro:
La velocità di efflusso di un ugello risulta inversamente proporzionale alla massa molecolare media dei dei gas combusti, questa affermazione non è corretta.
Un condotto convergente espande un flusso subsonico accelerandolo al massimo fino a Mach 1 (condizione di blocco sonico - choked flow).
Comunque mi pare che molte delle difficoltà di ragionamento risiedano nel fatto che una trattazione di questo tipo (qualitativa) risulta per forza di cose approssimativa, qui l’ipotesi più “pesante” direi che è quella di trattare il flusso come ideale e quasi-monodimensionale.
Per il resto vi posso consigliare queste ottime dispense dell’Università di Roma, è una trattazione abbastanza lunga, ma se usate la ricerca e/o l’indice (in fondo al documento) potete concentrarvi su qualche argomento specifico.
Vorrei esporre un ultimo dubbio, sperando i gentili utenti abbiano la pazienza di considerarlo:
Mi è chiaro ovviamente che l’ugello, convergente o divergente a seconda dei casi, ha l’utilità di accelerare il flusso. Otteniamo di conseguenza una variazione di quantità di moto e, per azione e reazione, una variazione uguale e opposta del motore.
Il mio problema è il seguente: Ho sempre pensato (e mi chiedo ancora se sia coretto o meno) che il flusso acceleri in un condotto convergente grazie alle interazioni delle varie sezioni che si susseguono (l’una più grande della successiva). In tutto questo è come se il condotto non avesse alcun ruolo. E’ come se il flusso si facesse “i fatti suoi” e il motore non si accorge nemmeno della variazione di velocità del gas scaricato.
Faccio un esempio, se accendo il phon e lo punto verso un imbuto dalla parte più larga… questo andrà indietreggando, non otterrò certo una propulsione positiva. Quindi quando sento dire che “siccome per Venturi il flusso accelera abbiamo una spinta”, mi sembra che non stiamo dicendo niente di vero, in tal senso.
Per la conservazione della quantità di moto, nel sistema motore + fluido trattato, è ovvio che se il fluido accelera da una parte il motore debba accelerare dall’altra, ma detta così appare come una magia! Dove è l’interazione (se c’è) da parte del motore che accelera il flusso?
Un ugello convergente provoca una resistenza al moto, come nella mia illustrazione precedente (ne ho avuto conferma da un docente di propulsione da me contattato tramite mail). Questo mi porta a chiedermi ancora di più: il flusso accelera ma l’ugello ne risente fornendo una resistenza, quindi dove è che il motore agisce sul fluido (se agisce) ottenendo questa variazione di quantità di moto opposta?
Riassumo la mia domanda.
Dalle dispense di Roma leggo: “All’azione con la quale l’esoreattore espelle i gas, corrisponde per il III principio della dinamica una forza uguale e opposta che i gas esercitano sull’esoreattore e quindi sul veicolo. L’entità di tale forza può essere calcolata dal principio di conservazione della quantità di moto”.
Si ma… qual’è questa azione?? Io vedo solo un flusso che accelera in un condotto convergente che perfino RISENTE della sua pressione negativamente!
Nel caso dei razzi meglio dire convergente E divergente, visto che la prima parte del condotto è convergente fino alla strozzatura ed in seguito inizia il nozzle vero e proprio che è divergente.
Faccio un esempio, se accendo il phon e lo punto verso un imbuto dalla parte più larga... questo andrà indietreggando, non otterrò certo una propulsione positiva. Quindi quando sento dire che "siccome per Venturi il flusso accelera abbiamo una spinta", mi sembra che non stiamo dicendo niente di vero, in tal senso.
Certo che l’imbuto indietreggia, se appogi un nozzle davanti all’uscita della camera di combustione senza fissarlo ad essa vedi dove lo ritrovi a parte questo, dubito che l’imbuto sia un buon ugello. Ma un phon con un buon ugello, sì, potrebbe generare più spinta, cosa che comunque fa già visto che accelera una massa d’aria.
Dalle dispense di Roma leggo: [b]"[i]All'azione con la quale l'endoreattore espelle i gas, corrisponde per il III principio della dinamica una forza uguale e opposta che i gas esercitano sull'esoreattore e quindi sul veicolo. L'entità di tale forza può essere calcolata dal principio di conservazione della quantità di moto[/i]".[/b]Si ma… qual’è questa azione?? Io vedo solo un flusso che accelera in un condotto convergente che perfino RISENTE della sua pressione negativamente!
Stiamo facendo confusione, non so perché ti sei impuntato sull’ugello convergente che è una forma non utilizzata nei motori a razzo e poco usata nei motori aeronautici spesso con lo scopo di mantenere l’efficienza variando le pressioni a monte dell’ugello al variare della pressione atmosferica, quindi non con l’intento diretto di generare spinta tramite l’accelerazione dei gas. Tu stai continuando a trattare gli ugelli dei jet engines al pari dell’ugello di un razzo ma non è cosi, nei motori a getto la spinta è generata primariamente dalle sezioni a monte e l’ugello serve a direzionare i gas e/o variarne pressione e velocità come opportuno nell’ottica di ottimizzare il funzionamento di un motore che inizia dall’inlet. In un razzo l’ugello è il componente che genera buona parte della spinta!
Ti chiedi dove i gas “spingono” letteralmente…e ti rispondo sulle pareti dell’ugello!!!
Non ho letto attentamente tutti gli ultimi post, ma ho fatto un “conto della serva” (qui le “serve” disquisiscono di magnetoidrodinamica computazionale nella pausa caffè).
Prendendo i dati (wiki) dell’RS-25, aka SSME, la spinta dovuta alla pressione in camera (206 bar, più o meno) moltiplicata per l’area della strozzatura dell’ugello (26 cm di diametro) fa circa 110 t su circa 200 t di spinta totale; il resto deve derivare dalla reazione dei gas sull’ugello.
Sinceramente non l’avrei detto, ma le spiegazioni sono state interessanti, grazie a tutti. Come dice Paolo BT, la cosa non è banale da capire, figuriamoci farla.
La facccio ancora troppo lunga.
Nelle armi da fuoco la detonazione delle polveri genera gas caldo che spinge in tutte le direzioni con la stessa forza. Mentre le forze laterali si annullano, restano le forze sulla culatta e sul fondo del proiettile. Il proiettile è mobile, quindi si sposta all’interno della canna. Ma anche la culatta è “mobile”, quindi si muove in direzione opposta. La mano che cerchi è proprio la combustione dei gas, è lei che fa l’azione (esempio del sasso lanciato alle spalle) perchè il proiettile, fosse per lui, resterebbe nella canna. Il princio è sempre quello vm (1) = vm (2) (anche vm1 - vm2 = 0), perchè l’energia è quella dell’esplosivo che si divide equamente tra canna e proiettile. Idem per il razzo e per gli altri mezzi che usano lo stesso principio. L’idrante ha un’energia che è data dal continuo afflusso dell’acqua e dalla sua pressione mentre la canna, flessibile, non incide nel computo della massa solo perchè si lascia malleare dalla pressione. Infatti, se togli l’idrante, la canna non sbiscia più.
Per far volare un razzo senza strozzatura iniziale ed ugello, devi usare pressioni enormi, maggiori di quelle di un razzo normale, perchè la spinta in più la otteniamo grazie alla strozzatura che aumenta la presssione e quindi la velocità d’uscita, per cui la pressione dei gas combusti sulle pareti dell’ugello fornisce ulteriore spinta, al punto che è superiore a quella della camera di combustione. Se prendo un manometro e lo applico ad ogni punto del mio propulsore, otterrò la spinta maggiore sulla testa della camera di combustione, che però è un piccola superficie, ho pressione anche sui lati, ma qui la spinta si annulla (per fortuna, altrimenti esplodrebbe), poi ho una piccola spinta sugli ugelli, ma essendo questi più estesi (hanno una superficie maggiore) di fatto raccolgono più energia della testa della camera di combistione. Se così non fosse, gli ugelli dovrebbero essere molto spessi per resistere a pressioni enormi, invece sono sottili, quasi troppo se pensiamo a tutta la massa che devono spostare. La spinta generata si convoglia poi verso i perni che agganciano i razzi al misssile stesso che si sposta.
Ciolkovski, il padre dell’astronautica/cosmonautica capì che il terzo principio era la chiave del volo spaziale mentre stava in un parco. Qui c’era una carrozza abbandonata. Dei bambini salivano sulla carrozza. Il Nostro vide che i ragazzini facevano muovere la carrozza saltando giù dal tetto. Un ragazzino saltava giù da dietro e la carrozza si muoveva in avanti. Dov’è il punto d’appoggio? Lanciandosi dalla carrozza, l’energia generata dalle gambe del ragazzino si distribuisce equamente tra il ragazzino e la carrozza. Se al posto della carrozza ci metti un albero, l’energia sposta il ragazzino ma non l’albero, perchè questo è vincolato e si crea una forza che annulla la spinta delle gambe sull’albero.
Intuitivamente il peso di un razzo è enorme e ci può sembrare strano che un razzo solleva il missile, ma qui torniamo alla formula mv = mv. La massa e la velocità del missile dipendono dalla massa e dalla velocità dei gas espulsi. Idem per gli aerei a reazione, idem per l’idrante, per il proiettile, per le eliche (nutiche o eronautiche che siano) e per il ragazzino che salta dalla carrozza.
Questo per spiegare senza poterti fare un disegno molto più esplicativo. Mi fa piacere che la mia fatica ha incontrato il tuo apprezzamento.