Il mondo dei droni Pt.1: l’ape elettronica

Sono estremamente lontani da tutto ciò che si possa definire “aerodinamico”, hanno un’estetica la cui bellezza è, il più delle volte, accessibile solo agli addetti ai lavori, sono rumorosi, talvolta anche pericolosi; eppure, volano. Non solo: hanno avuto un enorme successo che è in continua crescita. I droni sono la nuova porta d’accesso al mondo del volo ma, questa volta, la chiave è alla portata di tutti.

La ragione principale della loro improvvisa diffusione su larga scala è proprio la sua “facilità di accesso”: chiunque, anche chi non ha alcuna preparazione su argomenti come la meccanica del volo, può iscriversi a un corso per piloti “dronisti“. L’acquisto di un drone non è poi cosa complicata, né in termini finanziari (il prezzo di un drone non professionale è di qualche centinaio di euro) né in termini di reperibilità (si possono acquistare in negozi specializzati presenti praticamente su tutto il territorio italiano, o anche su internet). 

Ma come funziona un drone? Cosa gli consente di effettuare tutte quelle acrobazie, nonostante sia decisamente più vicino al concetto di corpo tozzo che a quello di corpo aerodinamico?

Com’è tipico della natura umana, la curiosità spinge molti a cercare una risposta a queste domande, andando ben oltre il “semplice” pilotaggio di un drone: nasce, così, un’intera categoria di appassionati, che non si limitano ad utilizzare un radiocomando ma, con l’ausilio di pochi semplici strumenti e un paio di centinaia di euro, realizzano un drone con una configurazione personalizzata, sotto ogni aspetto: l’aerodinamica, la propulsione, i sistemi di bordo, il firmware e la sua configurazione, ecc. 

Per capire il procedimento che questi appassionati-ingegneri seguono per passare da un mucchio di pezzi in composito, di schede elettroniche e di cavi elettrici a una macchina volante perfettamente autonoma, bisogna comprendere cos’è un drone.

Il termine drone deriva dall’inglese drone, che vuol dire “fuco“, il maschio dell’ape, la cui analogia è da ricercarsi nel ronzio tipicamente emesso. 

Anche se solo in tempi recenti i droni sono entrati nella vita quotidiana, la storia dei droni è molto più antica di quanto si possa pensare. I primi tentativi di realizzare velivoli autonomi risalgono a circa 3 secoli fa, soprattutto per il campo bellico:  i palloni bomba utilizzati dagli austriaci durante l’assedio di Venezia del 1849, l’aquilone “spia” di William Eddy (1989, guerra ispano-americana) o la barca a controllo remoto realizzata dal genio Nikola Tesla. 

Nell’accezione più generale possibile, un drone è un sistema autonomo radiocomandato; com’è intuibile, in questa categoria non rientrano solo i droni volanti di tipo commerciale dotati di eliche, più correttamente chiamati multicotteri, ma anche un qualsiasi sistema radiocomandato, sia esso di tipo aereo, navale o terrestre: esistono anche droni “anfibi” (navale-terreste) e “ibridi” (terrestre-aereo), tutti legati dalla possibilità di essere controllati da remoto. Un altro aspetto che spesso si associa ai droni è quello di controllo automatico: sono in grado di mantenere una certa traiettoria grazie all’intervento di controlli automatici che contribuiscono, in maniera attiva, al corretto funzionamento dell’apparecchio. 

Tutto questo fa ben intuire che il drone definisce una categoria molto ampia. In questa serie di articoli parleremo del mondo dei droni, concentrando le nostre attenzioni sui multicotteri, una particolare classe dotata di un sistema propulsivo ad elica con asse diretto lungo la verticale, come nel caso degli elicotteri. Da un punto di vista legislativo, il termine corretto per indicare un drone aereo è APR (Aeromobile a Pilotaggio Remoto), o SAPR (Sistema Aeromobile a Pilotaggio Remoto) se si include il segmento di terra, ovvero pilota e radiocomando, oltre a un’eventuale attrezzatura in caso di missioni particolari, come il telerilevamento.

Se si vuole prescindere da qualunque definizione tecnica, allora un multicottero può essere visto come una sorta di “computer volante”: infatti, riceve delle istruzioni da parte del pilota ma i movimenti che compie sono definiti dall’interazione di altri sottosistemi, che acquisiscono informazioni dall’esterno, elaborandole per modificare conseguentemente il comportamento del drone, affinché esso esegua correttamente i comandi impartiti dal pilota. La qualità dei componenti è ciò che determina le prestazioni del drone, a differenza di un tipico aeromobile in cui l’aerodinamica acquisisce un ruolo primario nell’ottenimento di elevate performance.

Nel prossimo articolo analizzeremo singolarmente le componenti per mostrare la sinergia esistente tra di essi che consente al drone di sollevarsi e compiere le sue missioni.