rotori

Il funzionamento dello strano dirigibile che voleva trivellare i cieli

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Le ripide salite, le brusche discese, i robusti sollevamenti, i lunghi salti che colmano lo spazio tra i continenti. Ogni cosa è possibile se crederai in te stesso; perciò non perderti mai d’animo. E se mai dovesse vacillare la tua volontà, pensa a quello che ti ho detto credi intensamente a questa serie di parole. Soltanto in questo modo, potrai riuscire a superare la crisi. Già, completamente inutili verso l’inizio degli anni ’80. Fratello dirigibile, sorella mongolfiera, retaggi di un tempo in cui l’unico modo per sfuggire alla gravità era pesare meno dell’aria, grazie a un ingombrante bagaglio di quello stesso fluido attentamente riscaldato e/o gas particolarmente utili, incendiabili ma molto lievi. Poiché la capacità di carico, per quanto elevata, di un aeromobile realizzato con la foggia di uno pneumatico per biciclette (non a caso, continuava ad impiegarli la Michelin) è inerentemente privo di quella dote importante che possiamo definire il “controllo verticale”. Fondamentalmente necessaria a compiere molte delle imprese che oggi ci si aspetta da un comune elicottero ed aeroplano. Già, pensateci: come faceva l’Hinderburg (o uno qualsiasi dei suoi più fortunati successori) a salire o scendere a comando? Esisteva un modo soltanto, consistente nel rilascio pianificato dei suoi ingenti carichi di zavorra, qualcosa d’inerentemente e logisticamente complesso, nel caso in cui oltre a un numero preciso di passeggeri s’intendesse trasportare un carico variabile, costituito dai loro bagagli, merci oppure missive postali. Ed è questo problema che l’inventore statunitense parzialmente dimenticato dalla storia Arthur Crimmins, iniziando a lavorare proprio nel penultimo decennio del Novecento, si era prefissato di risolvere mediante un nuovo e rivoluzionario approccio alla questione. Quello del suo Aerolift Cyclocrane, finanziato da ben cinque diverse compagnie di raccolta e vendita del legname canadese, sostanzialmente un’aeronave ibrida in cui il volo veniva sviluppato (letteralmente) al 50% per l’impiego di grandi sacche d’idrogeno ed elio, ed al 50% da qualcosa di drasticamente inaspettato e brutalmente efficiente. In pratica la versione sovradimensionata di quattro ornamenti da cofano a forma d’aeroplano con tanto di motore funzionante, disposti in posizione cruciforme attorno a una struttura solida centrale. Ma soprattutto, capaci di ruotare lateralmente per un intero arco di 360 gradi, potendo sviluppare la stessa capacità di spinta sia verso indietro ed avanti, che nelle due direzioni perpendicolari al senso di marcia. Crimmins scelse quindi di chiamare simili apparati a forma di T gli stalks (gambi) e posizionare la cabina di pilotaggio, costituita nei suoi due prototipi dalla parte frontale di un elicottero, attaccata ad un lungo filo ben distante dal resto dell’improbabile congegno volante. Per una ragione che può essere facilmente identificata, nella specifica maniera in cui la sua creazione si sarebbe comportata durante l’utilizzo e soprattutto, in fase di decollo ed atterraggio. Il punto principale ed artificio risolutivo custodito nel cuore del Cyclocrane era la maniera in cui esso potesse sollevare se stesso mediante l’impiego della solita tecnologia del gas dei dirigibili, ma rigorosamente NON il suo carico. A vantaggio del quale sarebbe intervenuta la spinta verso l’alto generata dall’espediente aerodinamico che prende il nome di ciclogiro, oppure ciclo-rotore. In altri termini quella generata dalla rotazione longitudinale di una serie di pale capaci di sfruttare un principio simile, ma distintamente diverso da quello del normale rotore di un elicottero. Un sistema che si trovava essenzialmente rappresentato, nel caso della notevole invenzione americana, dall’intero veicolo indotto a ruotare su se stesso alla velocità di 13 giri al minuto, abbastanza da spingere la parte finale del gambo con le sue piccole ali (o blades/lame secondo la terminologia ufficiale) a una velocità soggettiva di quasi 100 Km orari. Il che avrebbe permesso al pilota, nella sua cabina posta a ragionevole distanza di sicurezza, d’inviare un comando ciclico capace di far puntare le loro superfici di controllo in direzione alternata, al fine di contrastare a seconda della necessità la naturale tendenza dell’aeronave a salire, piuttosto che quella indotta dal carico a scendere verso il terreno. In altri termini, restituendo alla sapiente mano umana l’assoluto controllo della sua altitudine all’interno della colonna atmosferica, anche senza ricorrere all’approccio più moderno di un vettore più pesante dell’aria. Soluzione capace di comportare non pochi vantaggi, come la quantità assolutamente ridotta di emissioni inquinanti, la marcia comparativamente molto più silenziosa e la sempre intrigante possibilità di raggiungere luoghi molto remoti, sollevando carichi pesanti (i.e. tronchi) per poterli riportare sani e salvi presso l’interessata civiltà in attesa. Ed anche qualche valido, persistente problema…

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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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Hotelicottero, il più possente aeromobile a decollo verticale

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I ricordi dei bambini degli anni ’80 sono letteralmente popolati d’improbabili cognizioni, relative all’uscita di presunti videogiochi, film o creazioni a fumetti, in qualche modo rivoluzionari o del tutto fuori dalla linea logica delle cause ed effetti coévi. Col trascorrere dei mesi, dunque, simili opere non riuscivano mai per prendere forma tangibile o materiale, lasciando uno strano senso d’incompiutezza e delusione…  Unico punto in comune, la data in cui venivano annunciate simili notizie sulle riviste di settore, antenate dell’odierno mondo digitale informatizzato: sempre ed immancabilmente, l’inizio del mese di aprile. Così come nella catena del bullismo da caserma, questi scherzi, o veri e propri PESCI se vogliamo, erano destinati a lasciare una profonda impressione nella formazione caratteriale di un’intera generazione. Quella che oggi alimenta la propria stessa ragione d’esistenza a colpi formidabili di fake news. Ma c’è stato un fugace momento, quell’attimo ancora in bilico dalla parte stabile del burrone, in cui l’intenzione di sorprendere in maniera positiva era ancora l’obiettivo dei burloni, prima che finalità politiche o in qualche modo satiriche diventassero il motore alla base di ogni elaborazione, per così dire “creativa” della realtà. Già, era il 2009, quando hotelicottero prese per la prima volta il volo. L’apparente filmato pubblicitario, assai popolare verso la fine del primo quinquennio nell’esistenza di YouTube, in cui un’entusiastica voce fuori campo presentava l’incredibile visione di un albergo volante, allestito apparentemente a bordo di un gigantesco elicottero a due piani. In realtà presentazione completamente fittizia di un sito statunitense per prenotare in albergo, lo spot completo di rendering e fotografie dei lussuosi interni riuscì a convincere non poche persone, causando un’ondata di sdegno verso lo spreco a cui sapevano giungere i favolosamente ricchi, indifferenti alle ragioni dell’incipiente crisi. Mentre nel frattempo, un serpeggiante quesito serpeggiava nella mente dei più ragionevoli: un elicottero così grande non poteva esistere a questo mondo. Giusto?
Ovviamente le opinioni possono divergere. E quando il promotore di una simile idea si trova si trova a capo del più grande e funzionale dipartimento di progettazione elicotteristica nazionale al mondo, tutto può accadere. Persino l’incredibile materializzarsi di quello che appena un terzetto di decadi dopo, sarebbe stato giudicato materia da pesce d’aprile. Quel qualcuno era Mikhail Leontyevich Mil e l’epoca, gli anni ’60, quando la Russia sovietica aveva un importante problema: come trasportare, in alcune delle località più remote della Siberia e gli altri recessi dell’Asia sub-artica settentrionale, i materiali necessari a costruire un certo numero di installazioni sotterranee, all’interno delle quali dispiegare una certa quantità del proprio arsenale nucleare. Come potreste in effetti sapere, stiamo parlando di territori straordinariamente remoti in cui la costruzione e il mantenimento di strade moderne avrebbe un costo proibitivo, soprattutto in proporzione alla bassissima densità di popolazione. Tutte le strade fatta eccezione per quella che resta pur sempre, inerentemente, a disposizione: la via del cielo. Fu così che nacque il quadrimotore Antonov An-22, tutt’ora detentore del record di aereo ad eliche più grande del mondo, costruito in 68 esemplari dal peso a vuoto di 114 tonnellate. Ma il bureau non era soddisfatto ed alquanto incredibilmente, voleva di più. Pretendeva in effetti di poter spostare i propri missili senza dover fare riferimento alla posizione di alcuna pista di atterraggio, in altri termini, voleva metterci delle pale su quella cosa, e vederla partire su verticalmente per atterrare, possiamo soltanto presumerlo, nello stesso identico modo. E fu allora che entrò in gioco la Mil, compagnia a partecipazioni pubbliche di proprietà dell’omonimo scienziato-ingegnere con il quartier generale a Tomilino, iscritta all’elenco di sussidiarie della Вертолеты России (“elicotteri russi”) gigantesco fornitore dell’esercito con svariate decine di migliaia di dipendenti. Tra i quali tuttavia, Mikhail Leontyevich con e sua equipe spiccavano per la creatività e l’inclinazione a creare le più enormi e potenti tra tutte le gru volanti, con un’estrema propensione a raggiungere l’effettiva catena di montaggio. Così mentre il rivale professionale ed ex-collega Nikolai Ilyich Kamov diventava famoso per i suoi elicotteri coassiali, design progettuale controverso in cui una coppia di rotori sovrapposti ruotano in direzioni opposte, lui aveva già ottenuto l’approvazione del Mi-1 e il Mi-8, due dei più affidabili e riusciti elicotteri da trasporto a rotore singolo che fossero mai stati costruiti. La scia di successi alquanto prevedibilmente, non poteva continuare per sempre. E fu così che il rinomato progettista, rispondendo alle richieste dei generali, iniziò a dedicarsi a quello che sarebbe stato nel contempo il suo capolavoro e il più notevole fallimento della sua carriera. Nome in codice: Mil V-12, benché sarebbe passato alla storia con la denominazione convenzionale dei paesi NATO: elicottero Homer. Strane suggestioni retroattive dall’universo dei cartoni animati…

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Elicotteri senza coda: un capitolo poco noto della storia dell’aviazione

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Verso la fine della seconda guerra mondiale negli Stati Uniti, una particolare questione iniziò a diventare evidente per tutti coloro fossero coinvolti, anche soltanto in maniera passeggera, con lo sviluppo dei nuovi prototipi per l’aviazione: che i dispositivi ad ala rotante, dopo tutto, erano lì per restare che Igor Sikorsky, l’immigrato russo a capo dell’omonima compagnia, avrebbe condotto la marcia verso questo nuovo modo di vedere il volo. Decollare ed atterrare su un’imbarcazione? Trasportare rifornimenti verso il fronte di guerra? Volare a bassa quota alla ricerca di sommergibili? Tutto questo, e molto altro, diventava adesso possibile, al punto che ogni altro tentativo di applicare il concetto di STOL (decollo e atterraggio in uno spazio limitato) d’improvviso, appariva drammaticamente obsoleta. E con essi, le aziende che si erano dedicate primariamente a un tale obiettivo ingegneristico: tra tutte, la Kellett Autogiro Corporation, che a partire dagli anni ’30 aveva lavorato a diverse iterazioni del concetto di un piccolo aeromobile (800, 1.000 Kg al massimo) che come meccanismo per generare portanza faceva affidamento su un rotore, mentre un secondo lo spingeva innanzi verso la destinazione selezionata. Stiamo parlando, in gergo tecnico, del cosiddetto girocottero. Perché in quale modo, altrimenti, si potrebbe prevenire la rotazione fuori controllo del mezzo non appena finisce di staccarsi da terra? Devono sempre esserci DUE rotori perfettamente sincronizzati, grazie a un complesso sistema di alberi di trasmissione, il secondo dei quali ha la mansione di contrastare la coppia di quello principale.
Perciò il colpo di genio dell’uomo venuto dal freddo, tanto per usare uno stereotipo cinematografico, fu di concepire il secondo come una sorta di ventilatore sottodimensionato, posizionato a una distanza sufficiente perché il principio della leva gli permettesse di mantenere in assetto l’intero apparato. Stiamo parlando, tanto per essere chiari, del rotore di coda. Ma se vi fermate un attimo a pensarci, tra tutte le configurazioni possibili per un giro/elicottero, quella che oggi consideriamo “normale” è senz’altro la meno efficiente. Quanta energia potenziale, nei fatti, viene letteralmente impiegata per il solo compito di contrastare la coppia del volo, quanta potenza impiegata per spingere di lato un qualcosa, piuttosto che in alto oppure in avanti! Questo avrebbe potuto dire un altra figura di spicco della storia quel brillante ingegnere di nome Anton Flettner, che purtroppo per il Comando Centrale, era nato dall’altra parte dell’Atlantico, nel paese nemico per eccellenza: la Germania nazista. E fu li che costui, sotto la supervisione e protezione speciale di Himmler (dopo tutto, apparteneva a una famiglia di discendenza ebraica) ricevette i fondi necessari a mettere in pratica la sua innovativa idea, che nessun altro avrebbe mai potuto concepire: mettere i due rotori l’uno a fianco dell’altro, entrambi puntati, più o meno, in direzione perpendicolare al suolo. Già, un approccio piuttosto sconveniente. Perché gli elicotteri non sono larghi, normalmente, svariate decine di metri e le pale rotanti, prima o poi, tendono a urtarsi l’una con l’altra, causando conseguenze non troppo difficili da immaginare. Se non che il suo Fl 282 “Kolibri”, destinato a diventare il primo elicottero prodotto in serie della storia, presentava una serie di espedienti concepiti espressamente al fine di evitare una simile problematica: in primo luogo, l’asse di rotazione delle pale era lievemente inclinato verso l’esterno. E poi, i rispettivi sistemi di trasmissione erano stati sincronizzati, affinché l’espressione della rispettiva potenza potesse trovare sfogo senza mettere a rischio l’integrità dell’apparecchio volante.
A questo punto, oggi penseremmo che un’idea tanto valida e innovativa sarebbe stata copiata puntualmente dai tecnici cinesi, pronti ad immetterla sul mercato ad un prezzo sensibilmente inferiore. Ma quelli erano gli anni del conflitto senza esclusione di colpi, quando ogni paese mirava ad accaparrarsi il benché minimo vantaggio in ambiente conflittuale e logistico, ivi compreso il potente e orgoglioso paese dello zio Sam. Nel 1944 quindi, la Kellett Autogiro Corporation produsse il suo primo sincrottero (vedi immagine e video d’apertura) un’interpretazione di nome XR-8 che pur assomigliando superficialmente all’originale, non era esattamente la stessa cosa…

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