Con il termine aereo da trasporto supersonico (o SST dall'inglese SuperSonic Transport) si intende un aereo civile da trasporto progettato per trasportare passeggeri a velocità superiori a quella del suono.
Gli unici esempi di aeroplani da trasporto supersonico ad essere entrati in servizio sono stati il Tupolev Tu-144 e il Concorde. L'ultimo volo di linea del Tu-144 avvenne nel giugno del 1978 e fu ritirato definitivamente dal servizio nel 1999 dopo essere stato impiegato per alcuni test dalla NASA. Le operazioni commerciali del Concorde cessarono nell'ottobre del 2003, e volò per l'ultima volta il 26 novembre 2003.
Storia Verso la metà degli anni cinquanta, apparve tecnicamente fattibile progettare un velivolo da trasporto supersonico, ma non era ancora chiaro se lo fosse anche economicamente. Nel decennio successivo le maggiori potenze mondiali tra cui Regno Unito, Francia, Unione Sovietica e Stati Uniti diedero il via a programmi di ricerca e sviluppo di velivoli da trasporto supersonici più per prestigio e dimostrazione di superiorità tecnologica che per una effettiva richiesta di mercato..
La principale motivazione per questo tipo di velivoli consisteva nell'assumere che se l'aereo supersonico era in grado di volare al triplo della velocità di un aereo subsonico, era possibile rimpiazzare tre velivoli convenzionali abbassando i costi di manutenzione e personale.
Europa
Il Regno Unito promosse nel 1956 il consorzio STAC (Supersonic Transport Aircraft Committee), per lo studio di fattibilità di un velivolo in grado di compiere una rotta transoceanica a Mach 2. La prima proposta, il Bristol Type 198, era caratterizzato da un'ala a delta e otto motori turbogetto, mentre il disegno successivo (il Type 223) prevedeva quattro motori e 110 posti. In maniera indipendente, anche la Francia negli stessi anni stava sviluppando un velivolo da trasporto supersonico dalle caratteristiche molto simili al Type 223 con il Sud Aviation Super-Caravelle. Dati gli enormi costi di sviluppo, a partire dal settembre 1961 i due governi iniziarono una collaborazione che fu suggellata, il 29 novembre 1962, con l'accordo che diede il via al progetto "Concorde".
Stati Uniti Il programma SST degli Stati Uniti partì in ritardo rispetto a quello europeo e, per recuperare terreno, vennero proposti modelli più veloci e di dimensioni maggiori rispetto al concorrente anglo-francese.. La Lockheed affermò nell'aprile del 1960 che un aereo da trasporto supersonico costruito in acciaio del peso di 113 tonnellate avrebbe comportato un costo di 160 milioni di dollari per lo sviluppo ed un costo, per lotti di 200 esemplari, di circa 9 milioni di dollari l'uno."Here's A Peak At Tomorrow's Huge Planes." Popular Mechanics, April 1960, p. 86. Il 31 dicembre del 1966 il Congresso degli Stati Uniti d'America, decise di finanziare il programma della Boeing per lo sviluppo del suo SST, il B2707-200, dotato di ali a geometria variabile che promettevano una migliore efficienza aerodinamica rispetto al concorrente Lockheed L-2000 che impiegava una più convenzionale ala a delta.. Le specifiche di progetto del 2707 prevedevano un peso massimo al decollo di (quasi il doppio del Concorde), una velocità di crociera di 2,7 Mach ed un largo impiego del titanio dal momento che l'alta velocità di volo avrebbe comportato temperature sulla superficie del velivolo dell'ordine dei 260 °C. Ben presto, però, ci si rese conto che la soluzione dell'ala a geometria variabile comportava una penalizzazione troppo forte a causa del peso e della complessità dei meccanismi necessari al movimento delle semiali, costringendo la Boeing, nel 1969, a presentare la variante B2707-300 con ala fissa a doppio delta, che ricordava quella del Concorde..
Dalla seconda metà degli anni sessanta, però, l'opinione pubblica statunitense cominciò a mostrarsi preoccupata per l'impatto ambientale del trasporto aereo. In particolare, il trasporto supersonico era particolarmente critico per l'inquinamento acustico (boom sonici in crociera, elevato rumore al decollo e all'atterraggio) e per i possibili danni dei gas di scarico allo strato di ozono. Per questi motivi, il 24 maggio 1971 il Congresso smise di sovvenzionare il programma SST e contestualmente proibì i voli commerciali supersonici sul suolo americano, anche se, secondo il capo-progettista Boeing dell'epoca, l'opposizione governativa ai voli del Concorde era dovuta più all'invidia del loro vantaggio tecnologico che non ad effettive preoccupazioni ambientalistiche..
Unione Sovietica
Come conseguenza della competizione tecnologica tra l'Occidente e l'Unione Sovietica frutto della guerra fredda, anche quest'ultima si decise a dare il via (tra il 1962 ed il 1963) al suo progetto di velivolo da trasporto supersonico con il Tupolev Tu-144, soprannominato, per la sua somiglianza al progetto anglo-francese, "Concordoski". In realtà il progetto sovietico aveva diversi tratti che lo caratterizzavano, come l'ala a doppio delta, più semplice rispetto a quella ogivale e con complessi svergolamenti del Concorde ed i quattro motori turboventola che erano raggruppati (nel primo prototipo) sotto la fusoliera.. Anche le prestazioni del progetto sovietico erano lievemente superiori, con una velocità massima di Mach 2,15 e 121 passeggeri trasportati per un'autonomia di 4000 miglia..
Il Tu-144, comunque, compì il primo volo il 31 dicembre 1968, un paio di mesi prima del Concorde, superò Mach 1 nel giugno del 1969 (il Concorde nell'ottobre 1969) e Mach 2 nel maggio del 1970 (novembre 1970 per il Concorde)..
Rispetto ai due prototipi iniziali, il disegno finale del Tu-144 andò evolvendosi consistentemente (anche per gli standard sovietici che in genere prevedevano prototipi abbastanza grezzi che venivano affinati successivamente in fase di produzione) in una configurazione in cui i motori erano raggruppati a due a due sotto le semiali (dove prima trovavano posto i carrelli di atterraggio), variando anche le dimensioni complessive del velivolo e la disposizione dei carrelli. Furono introdotte anche due alette canard che venivano estratte dalla fusoliera durante le fasi di decollo ed atterraggio.
Produzione e declino All'ingresso in servizio del Concorde, le proteste furono così pressanti che la città di New York lo bandì dai suoi aeroporti, con notevoli ripercussioni sulle prospettive economiche del progetto dal momento che era stato pensato proprio per la tratta Londra-New York. Il Concorde fu comunque autorizzato ad operare su Washington e, in seguito al crescente interesse dei cittadini newyorchesi per questa nuova tratta, furono di nuovo consentite le operazioni presso l'aeroporto Internazionale John F. Kennedy.
Nonostante le considerazioni politiche, l'opinione pubblica continuò a manifestare interesse verso i voli intercontinentali ad alta velocità e sia la Lockheed che la Boeing continuarono a studiare nuove configurazioni avanzate per il trasporto supersonico (note con la sigla "AST", Advanced Supersonic Transport).
I primi aerei supersonici da trasporto furono progettati per competere con aerei a lungo raggio da 80-100 posti come il Boeing 707, ma con l'avvento del Boeing 747 (che trasportava il quadruplo dei passeggeri), i vantaggi in termini di velocità e consumo di carburante dell'SST venivano spazzati via dalla capacità dei nuovi liner.
In più, mentre gli aerei da trasporto subsonici con il tempo miglioravano l'efficienza e diminuivano il rumore grazie all'aumento del rapporto di diluizione dei loro motori turboventola, gli aerei supersonici erano vincolati all'impiego di motori turbogetto o, comunque, turboventola a basso rapporto di diluizione più efficienti alle velocità supersoniche di crociera. Per queste ragioni, gli elevati costi operativi del trasporto supersonico minarono i progetti di questo tipo di velivoli, con la chiusura dei programmi AST verso i primi anni ottanta.
Solo il Concorde fu venduto alla British Airways e all'Air France con l'aiuto di sovvenzioni governative e con la clausola di restituire allo Stato l'80% dei profitti. Dopo la privatizzazione del consorzio Concorde ed il rincaro dei biglietti aerei, i profitti delle operazioni incrementarono in maniera sostanziosa, risultando, almeno per la British Airways, economicamente conveniente. Durante i 28 anni di operazioni furono spesi 1 miliardo di sterline, ricavando 1,75 miliardi di sterline.
L'ultimo volo di linea atterrò all'aeroporto di Heathrow il 24 ottobre 2003.
La controparte sovietica ebbe, invece, una vita operativa ancor più limitata e travagliata. Il 3 giugno 1973 un Tu-144 di produzione cadde durante una manifestazione aeronautica presso Le Bourget, uccidendo l'equipaggio ed otto persone nei dintorni di Parigi, dove si schiantò al suolo. Le cause dell'incidente non furono mai chiarite del tutto. Dal 1974 iniziò, in via sperimentale, un collegamento tra Mosca e Vladivostok con scalo a Tjumen'. Il primo servizio regolare (ma solo come trasporto merci e posta) fu inaugurato dalla Aeroflot il 26 dicembre 1975 collegando Mosca con la capitale del Kazakistan. Il relativo servizio passeggeri iniziò il primo novembre del 1977, ma fu sospeso a metà del 1978. Si ipotizza che fossero sorti inaspettati problemi di affidabilità del velivolo oltre al fatto che le prestazioni di progetto non erano poi effettivamente verificate nella realtà. Uno dei problemi, infatti, risiedeva nei motori NK-144 che non erano in grado di mantenere il Tu-144 a velocità di crociera supersonica senza utilizzare il postbruciatore, compromettendo così l'autonomia.
Esemplari costruiti
Concorde In totale sono stati costruiti 20 Concorde, compresi due prototipi, due aerei di pre-produzione e 16 esemplari di produzione. Dei 16 aeroplani, due non entrarono mai in servizio ed otto rimasero in linea fino all'aprile del 2003. Tutti i velivoli sono stati preservati, tranne F-BVFD (numero di serie 211) utilizzato come fonte di ricambi nel 1982 e dismesso nel 1994, e F-BTSC (numero di serie 203), che andò perso nell'incidente del 25 luglio 2000.
Tupolev Tu-144 Furono costruiti un totale di 16 Tu-144, mentre un diciassettesimo (numero di serie 77116) non fu mai completato. Almeno un'altra cellula fu usata nelle prove statiche al suolo parallelamente allo sviluppo del prototipo 68001.
Problematiche del trasporto supersonico Aerodinamica Ogni veicolo che si muove nell'aria è soggetto alla resistenza aerodinamica, una forza proporzionale al coefficiente di resistenza (CD), alla densità atmosferica ed al quadrato della velocità. Dal momento che la resistenza aumenta rapidamente con la velocità, una delle priorità nella progettazione del velivolo supersonico è di abbassare quanto possibile il coefficiente di resistenza, ricorrendo a forme particolarmente affusolate. La resistenza può anche essere diminuita, in una certa misura, volando a quote più elevate rispetto ai velivoli subsonici dove la densità dell'aria è minore.
A velocità prossime a quella del suono, compaiono anche fenomeni relativi alle onde d'urto. Intorno a Mach 1, il coefficiente di resistenza di un profilo alare assume valori quattro volte superiori a quelli mostrati a velocità subsoniche per poi calare decisamente di nuovo a velocità superiori ma mantenendosi comunque, per Mach 2,5, a valori più alti del 20% rispetto al campo subsonico. Gli aerei supersonici devono installare motori con una spinta sufficiente a superare questa particolare forma di resistenza (chiamata resistenza d'onda) e, sebbene la crociera a velocità supersonica sia più efficiente di quella transonica, lo sarà sempre meno rispetto a quella subsonica.