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Innovazione italiana negli Stati Uniti: L'Università Aeronautica Embry Riddle ottiene un vantaggio italiano

A volte è necessaria la collaborazione di individui che attraversano gli oceani per realizzare grandi cose. Quest'anno, mentre l'America assisteva con tristezza alla cancellazione del programma Shuttle, gli studenti dell'Embry Riddle Aeronautical University (ERAU) di Daytona Beach, FL, USA, hanno cercato l'aiuto dei loro amici e ingegneri della Meccanotecnica Riesi S.r.l in Sicilia, IT per mantenere l'esplorazione dello spazio.

Embry Riddle si sforza di preparare i suoi studenti alla carriera nel settore aerospaziale e allo stesso tempo di prestare le sue strutture di ricerca alla crescita dell'industria aerospaziale stessa. Per realizzare questi due obiettivi, l'ERAU ha lanciato un progetto per lo sviluppo di capacità e tecnologie interne in orbita bassa che, in ultima analisi, forniranno un servizio di esperimenti spaziali per i suoi studenti, per le altre università locali e per l'industria spaziale.

Un'ulteriore componente di questo progetto - noto agli studenti dell'ERAU e alle aziende partecipanti come Progetto Aquila - è lo sviluppo di un sistema che impiega tecnologie di razzi liquidi criogenici: un sistema innovativo che utilizza combustibili liquidi per razzi allo scopo di aumentare la riutilizzabilità del veicolo. Il progetto Aquila è stato assegnato agli studenti della classe di progettazione senior e del club Experimental Rocket Propulsion Labs (ERPL). Il corso di Senior Design dell'ERAU, tenuto dal dottor Eric Perrell, ha iniziato il suo compito pluriennale nel 2009 ed è ancora in corso.

{Il progetto è stato avviato nel 2009 ed è tuttora in corso.}

La fase iniziale del progetto, Project Artemis, consisteva nello sviluppo della ricerca tecnologica e nella costruzione del motore Escape Velocity One (EV-1). Questo motore è in grado di fornire una spinta di circa 500 libbre e utilizza ossido di azoto e metano liquidi rispettivamente come ossidante e combustibile. La seconda iterazione del progetto, guidata dal team Aquila Liquid Propulsion Development, si è basata sulle conoscenze sviluppate dal team EV-1 per progettare un motore più recente in tandem con quello più vecchio. L'obiettivo è stato quello di continuare a testare e perfezionare il motore EV-1, mentre il nuovo motore si è spinto oltre i limiti di scala e di progettazione.

Il secondo motore, chiamato Escape Velocity Two (EV-2), è stato progettato per una spinta di 1500 libbre, funziona con metano e ossigeno criogenico ed è stato reso possibile da una partnership con Meccanotecnica. Secondo il progetto Aquila, i produttori siciliani hanno prodotto il rivestimento della camera e il collettore del metano, oltre a fornire agli studenti materiali e servizi. Il collettore del metano è responsabile della distribuzione del combustibile nella camera di combustione e del passaggio dell'ossigeno.

La camera di combustione, nota anche come rivestimento della camera, ha il compito di essere leggera e resistente al calore. Il progetto attuale prevede canali di raffreddamento rigenerativi che corrono dall'alto verso il basso per contribuire a mantenere il rivestimento della camera più freddo di 700K. In definitiva, il rivestimento della camera e il collettore del metano hanno richiesto l'esperienza di un produttore esperto per produrre le strette tolleranze richieste dall'interfaccia tra due parti, considerate il "cuore" del motore.

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Ad oggi, il Progetto Aquila ha completato tutti i progetti di fabbricazione; l'assemblaggio è attualmente in pausa per l'estate a causa di limiti di finanziamento e di tempo di laboratorio. Lo sviluppo di sistemi di propulsione criogenica a liquido richiede in genere dai 5 ai 10 anni di ricerca e sviluppo, e generalmente inizia con piccoli motori di prova da 50 libbre di forza. Tuttavia, gli studenti dell'ERAU hanno iniziato con una forza di 500 libbre e sono arrivati a 1500 libbre di forza in soli 2 anni. Il team ritiene che una modifica al motore EV-2 consentirebbe una rapida trasformazione in una versione di volo; tuttavia ciò richiederà almeno altri due anni di lavoro. Gli studenti del Progetto Aquila e gli operai della Meccanotecnica condividono l'entusiasmo per aver presto raggiunto la tecnologia necessaria a raggiungere l'orbita bassa terrestre. E nell'attesa di vedere i loro pezzi girare intorno al focolare lo staff di MR riceve l'apprezzamento del team Aquila.

"I pezzi prodotti da Meccanotecnica hanno superato ogni aspettativa. La loro capacità di rispondere rapidamente e di tenere il team aggiornato sulla produzione è stata di grande aiuto per la nostra pianificazione strategica. Se confrontati con altri lavori realizzati per noi, sia negli Stati Uniti che in Cina, è chiaro che la produzione italiana è un gradino sopra gli altri. Non vedo l'ora di lavorare con Meccanotecnica in futuro" -Oreste Giusti (membro del team di sviluppo della propulsione liquida e dell'integrazione dello stadio superiore) "Le parti lavorate sono un'opera d'arte - non ci sono incongruenze nel design. Abbiamo ricevuto un pezzo da un'altra azienda che sembrava fatto da un bambino.

Questo pezzo di Meccanotecnica mostra davvero la qualità nella sua scorrevolezza ed è difficile immaginare che sia stato lavorato" -Miguel Rivera (membro del team di sviluppo della propulsione liquida e dell'integrazione dello stadio superiore) "Il team Aquila ha lavorato molto duramente per progettare il rivestimento della camera e la cupola del metano, quindi è stato bello vedere che i pezzi sono stati fabbricati in modo brillante. Meccanotecnica è stata molto generosa e collaborativa e ha aiutato molto il progetto con il suo coinvolgimento"

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Gauri Patel (parte del team di sviluppo della propulsione liquida) "I pezzi inviati erano di altissima qualità e senza dubbio contribuiranno al successo del progetto Aquila. I pezzi sono stati lavorati con la massima qualità e si sono interfacciati perfettamente con altri pezzi creati all'interno dell'azienda, come il corpo della torcia di accensione. Avendo visto i pezzi di persona, non ho potuto notare alcuna imperfezione o difetto nemmeno nelle sezioni più piccole dei pezzi.

Meccanotecnica ha fatto un ottimo lavoro con questi pezzi e sarei più che felice di organizzare ordini di acquisto da loro in futuro, anche al di fuori dei confini del Progetto Aquila" -Jason Jayanty (membro del team di sviluppo della propulsione liquida) "Il prodotto finito ha superato tutte le nostre aspettative: la qualità del lavoro e l'attenzione ai dettagli non avrebbero potuto essere migliori" -Dr. Eric Perrell (Professore della classe di progettazione senior responsabile del progetto Aquila)