Luigi Crocco

Nacque a Palermo il 2 febbraio 1909, primogenito dei figli di Gaetano Arturo Crocco — pioniere dell'aeronautica italiana — destinati a una carriera scientifica.^[2] Studiò all'Università di Roma, dove conseguì la laurea in ingegneria meccanica nel 1932 e il dottorato nel 1936, iniziando a pubblicare già durante gli anni universitari.^[2] In questo periodo collaborò con il padre alle prime sperimentazioni italiane sui motori a razzo a propellente liquido, condotte intorno al 1930.^[1]

Dopo il dottorato rimase all'Università di Roma come professore assistente, diventando professore ordinario nel 1939 con la cattedra di motori per aeromobili.^[2][1] Agli anni Trenta risale la sua produzione più nota in aerodinamica teorica: l'integrale di Crocco per lo strato limite (1931), il teorema sulla vorticità che porta il suo nome (1936), la definizione del cosiddetto «punto di Crocco» della gasdinamica (1937) e l'introduzione della trasformazione di Crocco nella teoria dello strato limite (1939).^[2]

Nel 1949 Crocco fu invitato come professore ospite nel dipartimento di ingegneria aeronautica di Princeton. Nel 1952, su indicazione di Theodore von Kármán, accettò la cattedra Robert H. Goddard di propulsione a getto e divenne direttore del Guggenheim Jet Propulsion Center, uno dei due centri istituiti negli Stati Uniti con finanziamento della Fondazione Daniel e Florence Guggenheim.^[2] Negli anni di Princeton sviluppò la sua teoria dell'instabilità di combustione e diede contributi allo studio degli strati limite, della separazione, delle scie di base e dell'aerodinamica transonica e supersonica.^[2] Formò inoltre una scuola di allievi poi affermatisi nel settore, tra cui William Sirignano, Coleman duPont Donaldson e Sin-I Cheng.^[2] Acquisì in questo periodo la cittadinanza statunitense.^[1]

Svolse attività di consulenza per il governo francese sull'impiego del nitrometano e per aziende statunitensi nel campo della propulsione a razzo, collaborando con la NASA allo studio dell'endoreattore F-1, il propulsore del Saturn V del programma Apollo.^[1]

Verso la fine degli anni Sessanta la malattia della moglie Simone indusse i Crocco a rientrare in Europa.^[2] Nel 1968 fu Fulbright Professor presso la Faculté des sciences dell'Università di Parigi; dopo un breve ritorno a Princeton nel 1969 si stabilì definitivamente in Europa nel 1970.^[2] Dal 1970 fino al ritiro, nel 1977, insegnò all'École centrale des arts et manufactures di Parigi.^[2] Morì a Roma la sera del 19 novembre 1986, colpito da infarto.^[2]

Il teorema di Crocco (1936) collega tra loro vorticità, gradiente di entropia e gradiente di entalpia totale in un flusso. Per un flusso stazionario di un fluido non viscoso vale la relazione

${\displaystyle \nabla h_{0}=T\,\nabla s+\mathbf {v} \times {\boldsymbol {\omega }}}$

dove ${\displaystyle h_{0}}$ è l'entalpia totale, ${\displaystyle s}$ l'entropia, ${\displaystyle T}$ la temperatura, ${\displaystyle \mathbf {v} }$ la velocità e ${\displaystyle {\boldsymbol {\omega }}=\nabla \times \mathbf {v} }$ la vorticità. La relazione mostra che, in un campo a entalpia totale uniforme, sono i gradienti di entropia a generare vorticità: è il caso classico del flusso a valle di un'onda d'urto curva, dove la diversa intensità dell'urto lungo il fronte produce un salto di entropia variabile e quindi un flusso rotazionale.

Nello studio degli strati limite laminari comprimibili Crocco introdusse una relazione che lega in forma lineare l'entalpia totale (o la temperatura) alla velocità quando il numero di Prandtl è unitario e il gradiente di pressione è nullo. Vi è associata la cosiddetta trasformazione di Crocco, che assume la velocità come variabile indipendente al posto della coordinata normale alla parete, semplificando le equazioni dello strato limite. Il risultato è noto anche come integrale di energia di Crocco.^[2]

Nel 1952 Crocco propose, con Lester Lees, un metodo integrale per descrivere l'interazione tra uno strato di flusso dissipativo (strato limite, scia, strato di mescolamento) e la corrente esterna quasi isentropica. Il metodo Crocco–Lees fornì uno strumento per affrontare problemi allora aperti come la separazione dello strato limite, le scie di base e l'interazione tra urto e strato limite nei regimi transonico e supersonico.^[4]

Negli anni di Princeton Crocco elaborò la teoria del ritardo temporale sensibile per l'instabilità di combustione nei motori a razzo a propellente liquido. Nel modello, noto come modello n–τ, il processo di combustione è caratterizzato da un ritardo temporale ${\displaystyle \tau }$ — l'intervallo tra l'iniezione del propellente e il rilascio di energia — e da un indice di interazione ${\displaystyle n}$ che misura la sensibilità di tale ritardo alle oscillazioni di pressione in camera. Quando il rilascio di calore si accoppia in fase con le oscillazioni di pressione, queste possono amplificarsi fino a compromettere il funzionamento del propulsore. La trattazione, sistematizzata nella monografia scritta con Sin-I Cheng nel 1956, divenne un riferimento per la progettazione di endoreattori a combustione stabile.^[5][2]