DH.106 Comet: un’innovazione per l’aviazione

A cura di Luca Martulli

Il DH.106 Comet, di casa de Havilland, è stato uno dei velivoli che, più di tutti, ha cambiato il mondo dell’aviazione.

Innovativo sotto moltissimi aspetti, all’epoca considerato la punta di diamante degli aerei di linea, con il Comet l’ingegneria aerospaziale si è scontrata, per la prima volta e nella maniera più brutale, con una serie di problematiche tipiche del volo in alta quota.

Il Comet entra nel panorama dell’aviazione commerciale nel 1952, come primo velivolo da trasporto dotato di motori a getto. Questa caratteristica permette, rispetto ai più comuni motoelica dell’epoca, di percorrere più velocemente tratte più lunghe, a quote molto più elevate: è in grado di raggiungere i 13000 metri di altezza ancora oggi usati per i velivoli da trasporto, mentre i suoi contemporanei propulsi a elica volano tipicamente poco sopra i 7000 metri. Quote operative così elevate richiedono una pressurizzazione più intensa e, di fatto, anche l’impianto di pressurizzazione del Comet è estremamente innovativo: è capace di raggiungere pressioni doppie rispetto ai suoi contemporanei; ciò permette una qualità dell’aria eccellente che, insieme alla silenziosità derivata dall’assenza delle eliche, garantiscono ai passeggeri un confort di volo ineguagliabile. Il Comet è un aereo di lusso, e ciò è confermato da un design elegante: persino i motori a getto, già di per sé meno vistosi delle grosse eliche, sono “affogati” nella struttura delle ali.

L’ottimismo generale di un progetto all’avanguardia, esaltato anche da una grande richiesta iniziale da parte delle (poche) compagnie aeree degli anni 50, si scontra però con una serie di incidenti che, nei soli due anni successivi alla sua entrata in servizio, mietono ben 110 vittime. Nel 1954 si decide così di sospendere l’esercizio del Comet per intraprendere una enorme campagna investigativa atta a determinare le cause di tali incidenti. Essa prevede, fra gli altri, dei test in scala reale in cui la fusoliera del velivolo viene riempita e svuotata di acqua per ricreare il carico ripetuto di pressurizzazione agente su di essa. Dopo 1800 cicli di pressurizzazione, la fusoliera si rompe in corrispondenza dello spigolo di uno dei finestrini di forma quadrata.

Grazie a questo e ad altri test, si compresero numerose implicazioni connesse alla progettazione di macchine volanti. Innanzitutto gli ingegneri dovettero affrontare una problematica verso la quale si credevano immuni: la fatica, ovvero quel fenomeno per cui una lunga ripetizione ciclica di carichi, anche non troppo intensi, può far nascere e crescere una o più cricche nel componente, fino a portarlo a rottura. Fra gli anni 20 e 40 l’uso del legno, materiale poco vulnerabile a questo fenomeno, e il volo a bassa quota non avevano comportato grosse problematiche di questo tipo; il Comet invece, a causa del continuo alternarsi di ben più intense condizioni di pressurizzazione fra aria e terra, introduceva carichi ciclici più danneggianti e utilizzava materiali più deboli contro la fatica, come l’alluminio.

Oltre a questo aspetto, fu evidente anche il ruolo che svolgono gli intagli all’interno di una struttura: gli intagli sono tutti quegli elementi che, in un componente, tendono ad aumentare in maniera significativa l’entità degli sforzi nei dintorni dell’intaglio stesso; ricadono in questa categoria i fori, specie se con spigoli vivi. La discutibile scelta di adottare finestrini di forma quadrata introduceva, appunto, una enorme intensificazione delle sollecitazioni localizzata nello spigolo del finestrino. Ciò era (seppur parzialmente) noto negli anni 40, e gli ingegneri testarono con successo estensivamente le capacità strutturali e di tenuta della fusoliera prima della messa in servizio. Quello che non si conosceva era che gli intagli, oltre a minare la resistenza statica, degradano notevolmente anche la resistenza a fatica di un materiale. Di fatto, le cricche che avevano distrutto la fusoliera nei test successivi agli incidenti avevano avuto tutte origine dallo spigolo del finestrino.

Nel 1958 il Comet rientra in servizio con una nuova versione che prevede una fusoliera ridisegnata e dei finestrini più arrotondati, ma il successo commerciale del velivolo è ormai compromesso e regge a fatica la competizione dei giovani Boeing 707 e Douglas DC-8.

Seppur a un prezzo così alto, l’ingegneria aeronautica ricava dall’esperienza del Comet una serie di lezioni importantissime. Oggi la progettazione contro la fatica è una delle fasi più importanti di alcuni componenti di un velivolo, soprattutto fusoliera e ventre alare: il design stesso di alcuni elementi, come i finestrini arrotondati, è pensato per prevenire questo fenomeno e l’intensificazione degli sforzi. Le normative, poi, prevedono che le strutture più soggette a carichi affaticanti debbano essere in grado di rilevare e sopportare una o più cricche ed, eventualmente, arrestarne la crescita. Inoltre, ancora oggi, l’esperienza del Comet ha reso l’industria aeronautica molto meno disposta al cambiamento di quanto si possa credere: c’è una certa diffidenza verso nuove soluzioni di cui non si ha una lunga storia registrata. L’adozione dei materiali compositi, ad esempio, è stato un processo molto lungo e, per certi versi, ancora non del tutto completo, proprio a causa della relativa inesperienza nel loro utilizzo. Numerose ricerche sono tutt’ora condotte per investigare il comportamento di questi materiali e per rivelare eventuali nuove debolezze che non interessavano i materiali metallici, finora utilizzati.