aerodinamica

La transitoria chimera statunitense di un idrovolante supersonico da combattimento

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In principio, era il Caos: una miriade di forme ed azioni, concepite dagli inventori nella vaga speranza che potessero condurre fino al nascondiglio dell’ennesimo Santo Graal. Quello rappresentato, sui loro tavoli da disegno, dall’ottenimento del volo più pesante dell’aria, ovvero non più condizionato tempo atmosferico, zavorre o grandi sacche di gas incline a infuocarsi alla benché minima scintilla degli sgraditi eventi. Cose che battevano, viti senza fine, ombrelli che si sollevavano, code vibranti con grandi parapendii sul dorso; in altri termini, la miglior congiunzione possibile tra il mondo naturale e quello attentamente calibrato dell’ingegneria creativa. Tutti egualmente inutili, alla fine. A partire dall’impresa di Kitty Hawk nel 1903, quindi, una strada davvero percorribile sembrò risplendere della luce dell’ovvietà. Il principio dell’aeroplano si sarebbe manifestato mediante lo sfruttamento di due ali rigide, un propulsore, una serie di superfici di controllo. Linee guida in realtà piuttosto ampie, tali che il secolo successivo sarebbe risultato pieno di approcci non meno variabili ad un simile canovaccio di partenza. Che una di questi potesse essere il triangolo rappresentato dalla lettera greca Δ (delta) era già largamente compreso all’epoca, in forza dei preliminari esperimenti di J.W. Butler ed E. Edwards nel 1867, per l’ipotesi mai realizzata di un velivolo guidato innanzi dalla forza motrice di un razzo. Idea analizzata in maniera ancor più pratica nel 1909, con una proposta non meno in grado di portare a risultati tangibili del pioniere dell’aviazione J.W. Dunne. Negli anni catartici del secondo conflitto mondiale, tale soluzione sarebbe stata indagata approfonditamente dall’ingegnere tedesco Alexander Lippisch, con svariati prototipi che per sua e nostra sfortuna, non sarebbero mai riusciti ad entrare in produzione su larga scala. Questo per alcuni problemi inerenti di tale approccio, tra cui l’alto grado di attrito con l’aria generato da una superficie tanto ampia, nonché la portanza ridotta dalla necessità d’impiegare l’intero estendersi della parte posteriore come alettone di manovra. Ma la possibilità sarebbe tornata sotto i riflettori, assieme alla spontanea risoluzione di tali problemi, con l’affermarsi del motore a reazione e l’impressionante potenza raggiungibile da una tale soluzione. Finché a qualcuno non venne in mente, osservando il jet intercettore Convair F-102 Delta Dagger, che una simile forma avrebbe potuto altrettanto facilmente riuscire a galleggiare. Offrendo uno spunto d’analisi ed introspezione militare che riusciva a manifestarsi proprio nel momento in cui avrebbe potuto fornire un vantaggio strategico significativo.
Ciò che occorre tenere a mente, per comprendere l’impostazione e composizione delle Forze Armate statunitensi dell’immediato dopoguerra, è il ruolo fondamentale occupato dalla marina nel corso della campagna del Pacifico, tale da convincere ogni personalità rilevante che l’unico modo per dominare realmente il campo di battaglia fosse costituire una letterale estensione del suolo nazionale a largo di un altro continente, da utilizzare come base di partenza operativa per le proprie manovre, assalti ed operazioni di bombardamento. Il che poneva naturalmente le portaerei al centro della questione, se non che i nuovi e più performanti aerei dotati di motori a jet, data la lunghezza della pista di decollo ed atterraggio necessaria, difficilmente avrebbero potuto adattarsi ad una simile dottrina di combattimento. A meno che… Imparassero a decollare direttamente dai flutti, così come facevano un tempo i grandi aerei da trasporto passeggeri degli anni ’20 e ’30, nonché i molti modelli successivi spinti innanzi da un’elica e impiegati in diversi contesti di tipo militare. Sarebbero stati tuttavia per primi gli inglesi nel 1947 a tentare di combinare il concetto di una barca volante con quella del getto a reazione, con la creazione dei tre prototipi del Saunders-Roe SR.A/1, un idrocaccia subsonico destinato a non raggiungere mai il servizio operativo. Ciò che la marina statunitense bandì l’anno successivo, tuttavia, era un vero e proprio concorso diretto ai suoi principali fornitori, per la creazione di un velivolo non soltanto capace di galleggiare, ma che potesse sollevarsi in cielo e superare la velocità del Mach 1 (1.192,32) rivaleggiando in tal senso i migliori dispositivi da combattimento messi a disposizione dei piloti di quell’epoca di cambiamento. Una finalità destinata ad essere perseguita con la maggiore efficienza dalla squadra di ricerca di Ernest Stout, presso la compagnia di San Diego della Consolidated Vultee, più generalmente nota come Convair…

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Baby Vs Bee: storia di un conflitto generazionale tra creatori di minuscoli aeroplani

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Era un mattone con le ali troppo corte, costruito per uno scopo ben preciso, che non era quello di volare… Eccessivamente a lungo. Il Dodo, piccolo aeroplano da turismo parzialmente smontato nel famosissimo videogioco del 2001, Grand Theft Auto 3, momento comico di una singola missione ma in quell’ambiente digitale dall’interazione libera, non fu davvero possibile decidere cosa sarebbe stato considerato “importante” dai giocatori. E non esiste niente di maggiormente significativo, per noialtri esseri umani, che trovare un modo utile per spingerci in mezzo alle nubi, esplorando il mondo irraggiungibile di chi ha le piume al posto delle mani. Così in molti gradualmente riuscirono a capire la maniera, esattamente, in cui fosse possibile riuscire a pilotare tale aereo dalla foggia aerodinamica tanto inefficiente. In un modo che potrebbe anche sembrare assai poco realistico; se non per la casistica effettivamente verificatosi in varie memorabili occasioni, nel corso dell’arzigogolata e spesso imprevedibile storia dell’aviazione.
Tutto ebbe inizio, o almeno così viene narrato, con la facéta domanda rivolta all’istruttore di volo californiano e progettista per hobby Ray Stits, figlio di un rinomato ingegnere aeronautico alla fine degli anni ’40. Che sottoponeva alla sua attenzione l’enigmatico quesito: “Signore, quale pensa che sia stato l’aereo più piccolo di tutti i tempi?” Verso una risposta che poteva definirsi tutt’altro che scontata, quando si considera la soggettività di cosa potesse rientrare a pieno titolo in tale categoria veicolare: sarebbe stato necessario calcolare i modellini privi di pilota? Gli ultraleggeri? E cosa dire dei deltaplani? Una cosa, tuttavia, era certa: nell’emergente mondo degli show aeronautici del dopoguerra, la gente avrebbe pagato dei veri quattrini per l’occasione di vedere un apparecchio grande appena il giusto da riuscire a contenere il suo pilota. E Stits aveva in mente un modo valido, per riuscire a dare seguito a una tale idea. Era quindi l’estate di un fatidico 1948 quando, procuratosi parti di ricambio da alcuni vecchi aerei della guerra mondiale, il coraggioso creativo diede forma alla prima versione di quella che sarebbe diventata la passione ricorrente della sua vita: lo Stits SA-1 Junior, un monoplano con motore Aeronca da 40 cavalli e un’apertura alare di appena 3 metri e non molto più lungo di tale cifra. Ma poiché lui era una persona piuttosto alta e dal peso di circa 90 Kg, semplicemente troppi per un simile velivolo, dovette fin da subito trovare qualcuno che fosse disposto a fare da cav…Sperimentatore al suo posto, con conseguenze non sempre ottimali ed una serie di atterraggi tutt’altro che morbidi, tali da portarlo a sostituire il motore con un più potente Continental da 65 hp. Almeno finché tramite i contatti che aveva stabilito alla scuola, non gli riuscì di prendere contatto con un individuo abbastanza folle, e nel contempo abile, da poter riuscire ad affrontare qualsivoglia tipo d’imprevisto. Il suo nome era Robert H. Starr e l’incontro dei due sarebbe stato l’inizio di una collaborazione destinata a rimanere nella storia.
Questo settore apparentemente disallineato dei mini-aeroplani era infatti riuscito ad attirare almeno un insigne competitor, l’intera compagnia di San Diego della Beecraft, capeggiata da William “Bill” Chana, che con il suo Wee Bee dotato di un’apertura alare di 5,39 metri aveva creato un qualcosa che poteva, secondo lo slogan ufficiale: “Trasportare una persona ed essere spostato da lei”. Ragion per cui Stits e Starr, benché fossero ancora detentori del record, decisero che fosse possibile, nonché doveroso, anticipare i propri rivali riuscendo a fare di più. Sarebbe stato già il 1952, tuttavia, quando la nuova versione dell’idea resa possibile dalla loro collaborazione avrebbe avuto l’occasione di solcare i cieli per la prima volta. L’SA-2A Sky Baby era un piccolo biplano da corsa, con motore Continental da 112 cavalli capace di spingerlo a una velocità massima di 350 Km. Cadenza necessaria affinché potesse generare la portanza adeguata al di sotto delle sue quattro ali, che non superavano l’estensione complessiva di 2,18 metri. L’intero apparecchio non pesava inoltre più di 300 Kg, a cui si sarebbero sommati un massimo di ulteriori 70 per il pilota, che avrebbe agito come baricentro assolutamente necessario al fine di mantenersi in aria. Dopo un breve tour dei principali show itineranti della nazione, lo Sky Baby venne ritirato dal servizio con appena 25 ore di volo. Che gli sarebbero tuttavia bastate a stabilire un record destinato a durare un intero lustro, senza che nessuno avesse il coraggio di tentare in qualche modo di sfidarlo. Un onore che sarebbe toccato proprio allo stesso Robert H. Starr verso il sopraggiungere degli anni ’80, dopo un lungo periodo della vita trascorso a rimuginare sulla maniera in cui l’insigne collega era riuscito a prendersi tutto il merito, mentre lui era stato relegato dalla storia al ruolo di semplice pilota. Tutto ciò, egli decise, era durato abbastanza a lungo…

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Dornier Do 335: l’insolita freccia scagliata due volte negli ultimi giorni del Reich

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Se solo fosse stato completato in tempo… Il paradigma in grado d’invertire la tendenza… Un’arma fuori dal contesto di quell’epoca e per questo totalmente priva di contromisure efficienti: l’interpretazione storiografica della tecnologia tedesca per tutto il corso della seconda guerra mondiale, ma soprattutto verso l’epilogo di quel conflitto, appare letteralmente piena di quelle che sarebbero state definite retrospettivamente Wunderwaffen o “armi meravigliose”, implementi bellici talmente sofisticati e moderni, almeno nell’idea dei loro progettisti, da poter riuscire a dominare i campi di battaglia contro le forze ormai numericamente superiori che avevano circondato la Germania, validando un laborioso e disperato sforzo necessario a preservare ciò che ancora rimaneva dei sogni di conquista del grande Reich. Rimasti largamente allo stato di prototipo, o addirittura un semplice progetto sui tavoli da disegno, simili veicoli, aerei, cannoni ed altre armi, talvolta furono capaci di concretizzarsi con una produzione in serie, destinata tuttavia a rivelarsi meno rivoluzionaria di quanto sperato; vedi il caso del carro armato Panzer VI Tiger II, semplicemente troppo pesante e inaffidabile per riuscire a raggiungere efficientemente i luoghi in cui far uso della sua potenza di fuoco, o il primo caccia a reazione Me 262, che pur essendo velocissimo e imprendibile, poteva decollare solamente da un basso numero di basi dotate di piste asfaltate, finendo per attirare su di se tutti i bombardamenti delle forze alleate. Vi sono poi taluni casi di creazioni, potenzialmente valide, capaci di raggiungere lo stato di pre-produzione in serie con svariate decine di esemplari. E che avrebbero probabilmente dato un qualche tipo di valida prova in combattimento, se soltanto ci fosse stato il tempo necessario a implementare le nuove, complesse catene di montaggio a margine di una tale idea.
Dornier Do 335 Pfeil (“Freccia”) fu un bimotore progettato dall’omonima compagnia di Friedrichshafen, presso il lago di Costanza, sulla base di una particolare inclinazione progettuale dello stesso industriale e in precedenza ingegnere aeronautico allievo del grande Ferdinand von Zeppelin, Calude Dornier. Il quale aveva avuto modo di sperimentare, durante il corso del primo conflitto mondiale, la maniera in cui un idrovolante potesse trarre beneficio dall’impiego di una serie di motori disposti a coppia, in cui uno spingesse e l’altro tirasse i due rispettivi lati di ciascun pilone di sostegno. Il che permetteva di ottenere una configurazione non soltanto più compatta, e per questo in grado di trovare posto ben lontano da eventuali schizzi o il flusso dell’acqua in fase di decollo ed atterraggio, ma anche funzionale a ridurre la naturale tendenza dell’aereo ad inclinarsi lateralmente, per l’effetto della terza legge di Newton (“Ad ogni azione, corrisponde una reazione uguale e contraria.”) Ma ancor più notevolmente, a parità di numero d’impianti sporgenti verso l’alto consentiva di ridurre la quantità di barriere capaci di ridurre le prestazioni aerodinamiche del velivolo, incrementandone esponenzialmente la velocità. Con l’aumento progressivo di potenza disponibile ai fini delle macchine aeronautiche, quindi, tale merito passò progressivamente in secondo piano, mentre una quantità di un massimo di quattro motori riuscì a dimostrarsi sufficiente, nella maggior parte delle circostanze, a trasportare il carico a destinazione. Ma c’era un particolare tipo d’implemento bellico, tra tutti, che poteva ancora beneficiare di un sistema affine: l’intercettore pesante o zerstörer (distruttore) come erano soliti chiamarlo in territorio tedesco, aeroplano concepito per abbattere i sempre più numerosi bombardieri nemici, oltre a combattere occasionalmente contro i più agili caccia monomotore schierati in grande numero dagli avversari nella guerra d’Europa. Il che iniziò a prendere forma con il P.59 che fu sottoposto agli ultimi perfezionamenti nel 1939, finché l’anno successivo Hermann Göring non diede l’ordine di porre fine al progetto a lungo termine, causa l’ideale conclusione della guerra che lui riteneva prossima al completamento, pur riconoscendo i meriti di quell’atipico posizionamento dei motori. Il che avrebbe permesso, al trascorrere di ulteriori due anni, a Dornier di riproporre un apparecchio simile, come risposta al progetto per un incursore/bombardiere veloce (schnellbomber) rispondente a simili caratteristiche, quello che sarebbe emerso dagli hangar sperimentali con il numero di fabbrica CP+UA, aprendo la strada ad un nuovo possibile sentiero e soluzione tecnica per l’intera storia futura dell’aviazione.

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Il nuovo elicottero Sikorsky che potrebbe rivoluzionare il concetto di rotodina complessa

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Giorni di silenzio, osservazione, concentrate considerazioni situazionali. Per realizzare finalmente come, nonostante i presupposti apparentemente all’opposto, la migliore circostanza per favorire il progresso tecnologico in determinati ambiti sia il conflitto tra le contrapposte fazioni umane. Perciò avremmo davvero, oggi, aeroplani come quelli che ogni giorno solcano i cieli, se non fosse stato per lo scoppio della grande guerra pochi anni dopo l’invenzione del volo a motore? E allo stesso modo, chissà cosa sarebbe stato degli elicotteri, apparecchi volanti naturalmente instabili e difficili da pilotare… Se non fosse stato per l’utilità tattica che seppero dimostrare durante i lunghi anni in cui le superpotenze tentarono di dimostrare la propria superiorità in terra straniera. In tale ottica diviene programmatico, in quanto carico di un doppio significato, lo slogan della compagnia pionieristica ed ormai quasi centenaria della Sikorsky Aircraft “Costruire per la prossima guerra, non l’ultima” (che oggettivamente, almeno in lingua inglese, sembrerebbe parlare meno di catastrofismi ipotetici e fuori luogo quanto piuttosto di una cronologia in bilico tra “futuro” e “passato”). Un corollario utile a contestualizzare questa recentissima dimostrazione pratica dell’S-97 Raider, il nuovo concetto di cannoniera in grado di effettuare il volo statico, al fine d’individuare o sopprimere la resistenza nemica. Sostituendo con il suo ipotetico ruolo di servizio attivo, collocato idealmente entro l’anno 2022-23, l’ormai antico Bell OH-58 Kiowa che già partecipò alla guerra in Vietnam, durante quelle lunghe albe e tramonti di tante decadi fa. Così documentato all’interno di questo breve video in cui l’atipico mezzo di trasporto, dalla sagoma vagamente simile a quella di un pesce, piroetta nel cielo sopra l’arsenale di Redstone a Huntsville, Alabama, compiendo strette virate ed ancor più ripide accelerazioni, mentre percorre tragitti arzigogolati con l’agilità di un insetto dotato di quattro ali. O tre rotori, nel caso specifico, di cui due montati in batteria sovrapposta nella posizione del congegno principale, mentre il terzo trova posto sulla coda ma situato in posizione perpendicolare all’asse di marcia del veicolo. Con l’evidente funzione di Spingere, piuttosto che mantenere in Equilibrio.
L’idea alla base dell’intero progetto FVL (Future Vertical Lift) di cui qui stiamo vedendo la più recente ed elaborata conseguenza trae in effetti le sue origini in un’epoca tutt’altro che recente, con il primo tentativo di unire militarmente agilità elicotteristica e la rapidità di un aeroplano intrapreso nel remoto 1965, proprio da quella gigantesca Lockheed Martin che oggi costituisce l’azienda proprietaria di Sikorsy stessa. Mi sto riferendo in effetti all’AH-56 Cheyenne, elicottero d’attacco in cui il sistema di propulsione caudale avrebbe visto la coesistenza in tandem di due rotori disposti ad “L”, con il sistema di spinta in aggiunta alla primaria funzione anticoppia di quello previsto dal progetto convenzionale. Un’idea in apparenza funzionale, almeno finché due anni dopo uno dei prototipi subì un’avaria, causando la morte del pilota ai comandi. Il che avrebbe gradualmente portato all’accantonamento di una simile visione, per un ulteriore mezza decade, quando il problema sarebbe stato approcciato da un’angolazione del tutto diversa. Ecco giungere sul palcoscenico dell’aeronautica, a questo fatidico punto, l’S-69 della Sikorsky. Siamo nel 1973 e l’azienda di Stratford, Connecticut, ha ricevuto un budget considerevole dalle Forze Armate per superare finalmente, nel suo laboratorio di ricerca & sviluppo, uno dei più vecchi problemi del volo elicotteristico: la dissimetria della portanza alias “stallo della pala retrograda”. Principale ostacolo al superamento di determinate velocità di spostamento per questi mezzi di trasporto, a causa della naturale tendenza del loro lato destro (o sinistro) a ricevere una maggiore tendenza a sollevarsi dal suolo causa il naturale sollevarsi delle pale rotanti. Mentre allo stesso tempo, l’altra metà del disco rotante tenderà naturalmente a scendere verso il suolo, portando a pericolose turbolenze o nei casi più estremi, la letale perdita del controllo. Ecco dunque l’idea risolutiva, che qui vediamo perfettamente applicata al prototipo di S-97 nella dimostrazione di Huntsville: posizionare due rotori controrotativi uno sopra l’altro, in posizione perciò coassiale, capaci di mantenere l’elicottero non soltanto sollevato da terra, ma anche in assetto perfettamente stabile senza l’impiego di un rotore di coda. Permettendo non soltanto di eliminare la consueta predisposizione al flappeggio (inclinazione autonoma delle singole pale per contrastare la dissimetria) ma anche di riservare l’intero spazio della coda dell’aeromobile al sopracitato terzo rotore propulsivo, come componente niente meno che essenziale per quello che sarebbe giunto a rivelarsi, già dopo il primo volo di prova, l’elicottero più veloce al mondo.

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