lunedì, 19 Ottobre, 2020

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Il volo dei fratelli Wright e la grande conquista dei cieli

La nascita dell'Aeronautica risale al primo volo motorizzato con un mezzo più pesante dell'aria, ideato e costruito dai fratelli Wright.

Come tutti gli appassionati sanno, la nascita dell’Aeronautica risale al primo tentativo di volo motorizzato riuscito con un mezzo più pesante dell’aria e questo fu ideato e costruito dai fratelli Wilbur e Orville Wright. Era il 17 dicembre del 1903 e sulle Kill Devil Hills a Kitty Hawk, Nord Carolina, c’era parecchio fermento. Il fotografo John Daniels montava al suolo la sua macchina fotografica preparandosi a immortalare uno dei momenti storici più significativi del XX secolo. Non sapeva che quello scatto, riportato di seguito, avrebbe fatto la sua fortuna.

Wright Flyer I, 1903 Kitty Hawk. Il volo durato 12 secondi segnò la nascita del volo motorizzato come lo conosciamo oggi. (Foto originale di John Daniels)

I due fratelli Wright, dopo studi, progetti e tanti tentativi erano riusciti a costruire il loro Flyer I, seguendo la scia di pionieri quali Otto Lielienthal e Samuel Pierpont Langley; il velivolo proveniva da un fallimento avvenuto tre giorni prima con il suo Aerodrome, che risuonò molto nella stampa statunitense dell’epoca, portando lo stesso governo americano ad essere scettico sulla possibilità di volare. I fratelli Wright, successivamente alla critica, divennero ancora più determinati a fare la storia.

Un piccolo passo per l’uomo… un grande volo per i fratelli Wright

Quella mattina, tirava un vento molto forte in direzione contraria a quella verso cui sarebbe dovuto decollare il Flyer I. Le condizioni avverse avrebbero richiesto a Orville, il pilota, di dover usare più forza nei comandi, con il rischio di condannare la missione al fallimento; d’altro canto, il vento avrebbe sostenuto meglio tutto il peso attraverso la poca portanza generata dalle sottili ali.

Furono 36 i metri percorsi durante i suoi 12 secondi di volo. La storia fu fatta, anche se si dovettero aspettare ancora un po’ di anni prima di vedere i reali risvolti di quell’evento. Soffermandoci un po’ sul design del Flyer I, così come molti aerei che seguirono nell’epoca, avevano nella concezione ingegneristica ali molto sottili.

Schema Costruttivo del Flyer I. Fonte: wrightflyer.org

Scheda tecnica del Flyer I

I fratelli Wright avevano ideato il loro aereo praticamente da zero, investendo tempo e danaro e portando avanti ricerche che oggi definiremmo all’avanguardia. Ordinarono la costruzione del motore a un tecnico del luogo, Charlie Taylor, che, per rispettare i requisiti di leggerezza senza intaccare la potenza e sezione frontale, ideò un motore in cui i 4 pistoni erano disposti in fila. Era raffreddato ad acqua e riusciva a generare 12 CV di potenza su ben 77 kg di peso.

Era un motore rudimentale, senza carburatore o altre importanti accortezze. L’innovazione dell’epoca fu l’uso dell’alluminio nella costruzione dei basamenti dei motori, in quanto il metallo forniva leggerezza mantenendo grande resistenza: ciò sarebbe diventato d’uso comune nel mondo aeronautico. Dato che nessuna casa costruttrice dell’epoca volle cimentarsi nel progetto dei due fratelli, dovettero costruire da sé anche le eliche per la generazione della spinta.

Considerati i mezzi, pur affrontando non pochi problemi sia di natura teorica che pratica, raggiunsero buoni livelli di efficienza. I due fratelli non si fermarono qui: cercarono di comprendere bene i principi basilari dell’aerodinamica osservando il volo degli uccelli, così come fece Leonardo Da Vinci. Dalle prove fatte con gli alianti, infatti, avevano capito l’importanza del controllo delle superfici alari, in particolare di quello che sarebbe diventato il controllo dello svergolamento alare.  

Perché lo studio dei profili alari è importante?

Lo studio dei profili alari era iniziato in Inghilterra nel 1800 con sir George Caley prima, che si dedicò alla costruzione di un glider e da Horatio Phillips, che fu il primo ad iniziare lo studio dei profili in una galleria del vento rudimentale in maniera scientifica. Molti furono i profili da lui brevettati. Tuttavia, ancora non si era riusciti a capire l’importanza del profilo alare nella costruzione dell’aeromobile e tutti i primi aerei avevano spessori molto sottili, dettati unicamente da condizioni di rigidezza strutturale.

Profili alari studiati da Horatio Phillips. Si noti la sottigliezza della sezione.

Sappiamo dalla teoria, sviluppata in seguito da Ludwing Prandtl, che una sezione così sottile soffre di separazione del flusso anche a bassi angoli d’attacco con un conseguente abbassamento del coefficiente di portanza massimo sviluppabile. Tutti i primi progetti di aerei dell’epoca soffrivano di questo problema, con conseguenze anche fatali in alcuni casi per i primi piloti. Bisognerà aspettare l’avvento della Prima Guerra Mondiale per vedere qualcosa cambiare, soprattutto con il lavoro del laboratorio di Aerodinamica dell’Università di Göttingen. La Germania detenne per molti anni una superiorità militare, in quanto molti designer adottarono il suo thick airfoil, conosciuto anche come Göttingen 298; tra gli utilizzatori di questo profilo, viene ricordato Anthony Fokker che, con il suo triplano Fokker Dr.I, divenne noto come il “Barone Rosso” von Richthofen

Questo caccia tedesco divenne così conosciuto presso gli Alleati che, nel trattato di armistizio, chiesero la cessione dello stesso come materiale di guerra. Per riassumere, la nascita dell’Aeronautica deriva dal contributo di tanti scienziati, come i fratelli Wright, accomunati dallo stesso sogno: volare. 

A cura di Antonio Tramontano.

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John D. Anderson, Introduction to Flight, Mcgraw Hill Publication

John D. Anderson, Fundamentals of Aerodynamics, Mcgraw Hill Publication

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