Volo: come ha influito sulla vita dell'uomo

Il volo

e

come ha influito sulla vita dell’uomo.

Fin dall’antichità l’uomo osservò il volo degli uccelli cercando di imitarlo per provare la stessa

sensazione di potersi librare nell’aria. Il mito di Icaro ci racconta di quanto l’ebbrezza del volo sia

travolgente e pericolosa. Secondo il mito a Creta il re Minosse aveva chiesto a Dedalo di costruire il

labirinto per il Minotauro. Avendolo costruito, e quindi conoscendone la struttura, a Dedalo e suo

figlio fu preclusa ogni via di fuga da Creta da parte di Minosse, poiché temeva che ne fossero

svelati i segreti. Per scappare, Dedalo costruì delle ali con delle penne e le attaccò ai loro corpi con

la cera. Malgrado gli avvertimenti del padre di non volare troppo alto, Icaro si fece prendere

dall'ebbrezza del volo e si avvicinò troppo al sole; il calore fuse la cera, facendolo cadere nel mare

dove morì. Il padre arrivò sano e salvo in Sicilia dove costruì un tempio dedicato ad Apollo, in

memoria del figlio Icaro.

In questo dipinto, Leinghton ha catturato un momento del mito. L’autore fa parte dei pre-raffaeliti,

l’unico movimento pittoresco del decadentismo, che tratta delle tematiche sociali dell’età vittoriana

ma predilige le rappresentazioni di personaggi mitologici. L'artista ha rappresentato la scena nella

quale Dedalo avverte il suo impetuoso figlio dei pericoli che ci saranno durante il volo. Icaro è bello

come una statua. In contrasto, Dedalo appare come un vecchio rugoso con la pelle profondamente

abbronzata dal sole. Le ali greche rappresentano la maestosità dell’evento, la grandezza

dell’impresa che porterà uno sconvolgimento nella vita dell’uomo. Il drappo nero che avvolge una

delle ali e Dedalo rappresenta la fine funesta che attenderà Icaro per non aver ascoltato la voce del

padre.

Il volo però era qualcosa di più complesso, un equilibrio di forze, un meccanismo complicato ideato

da Leonardo Da Vinci intorno al 1400 che mostra un primo modello di elicottero “a vite”:

questo fu il primo congegno alla base del quale sta la “vite aerea”. Questa fu ideata tra il 1483ed il

1486 e viene catalogata sotto la voce di volo meccanico, in quanto fu progettata per studiare l’idea

dell’elica e la sua efficienza. Lo strumento veniva azionato da 4 uomini posti nella piattaforma

centrale e che insieme avrebbero fatto forza sulle barre poste davanti a loro per far ruotare l’albero.

Ma questo funzionamento non avrebbe mai potuto portare ad un vero e proprio veicolo aereo, c’era

bisogno di un motore. L’elicottero e l’aereo, questo ultimo in particolare, furono scoperti solo

qualche secolo dopo. Il primo ad ideare il prototipo di elicottero munito di motore fu Enrico

Forlanini con il suo “elicottero a vapore” del 1887.

Forlanini si interessò successivamente ad un viaggio a Roma al dirigibile, del quale fu un abile

promotore. Mediante finanziamenti italiani ma anche esteri riuscì a creare un tipo di dirigibile

all’avanguardia con una diversa elica, che fu adibito anche al trasporto passeggeri ed impiegato

anche nella prima guerra mondiale. Il dirigibile non è che l’evoluzione di un altro tipo di aerostato:

la mongolfiera.

La mongolfiera, ideata dai fratelli Montgolfier nel 1793 dai quali prende il nome, è definita come

un’enorme bolla d’aria calda che sfrutta un semplice principio della fisica: il principio di

Archimede. Per far si che una mongolfiera possa galleggiare vincendo la forza di gravità bisogna

diminuire la densità d’aria all’interno dell’involucro. L’involucro è una delle parti delle quali è

composta una mongolfiera insieme al bruciatore ed alla cesta (o Gondola). L’involucro è costituito

da pannelli di nylon cuciti insieme di un tessuto particolare che impedisce l’allagarsi di un qualsiasi

strappo per garantire la sicurezza del volo. Il bruciatore scalda l’aria all’interno dell’involucro

trasformando il gas propano in fiamma. La cesta è costituita da un intreccio di vimini fino ad oggi

considerato ancora l’unico materiale utilizzabile per costruirla. L’intera struttura è rinforzata da tubi

in alluminio che a loro volta sono connesse al telaio del bruciatore ed all’involucro con cavi in

acciaio.

Il dirigibile, del quale il primo volo è registrato nell’anno 1852, detto anche aeronave è costituito:

da un involucro contenente un gas più leggero dell’aria, un motopropulsore e dai dispositivi per il

regolamento della spinta di Archimede. L’involucro ha una forma affusolata che favorisce la

penetrazione nell’aria. Contiene un gas di bassissima densità come l’elio. L’apparato propulsore è

composto da uno o più motori che azionano eliche aeree. I dirigibili si dividono in tre classi: flosci

(nei quali l’involucro assume la forma per effetto del gas); semirigidi (nei quali una chiglia rigida

contribuisce a darne la forma); rigidi (nei quali la forma dell’involucro è data totalmente da una

struttura reticolare rigida interna). La velocità massima di un dirigibile è di 80 nodi, circa 150km/h

quindi non molto veloce, ma decisamente più spazioso. È infatti l’unico mezzo che può stare in aria

per lunghi periodi di tempo in silenzio. Poteva essere utilizzato per compiti sia civili che militari,

ma dopo il 1928, anno nel quale avvenne l’incidente del dirigibile ITALIA.

L’aerostato quindi è un aeromobile che per ottenere portanza utilizza un gas come l’elio, l’idrogeno

o l’aria riscaldata. Il suo volo si basa sul principio che recita: “un corpo immerso in un fluido riceve

una spinta dal basso verso l’alto uguale al peso del fluido spostato”. Questo significa che un

aerostato riempito con un gas più leggero dell’aria riceve una spinta ascensionale pari al peso di un

volume d’aria uguale al suo volume. Per ottenere una spinta sufficiente a farlo volare l’aerostato

deve essere riempito di un gas più leggero dell’aria.

Un altro mezzo di trasporto adibito al volo, la prima impresa del quale sarà registrata negli annali

dell’aviazione solo il 9 ottobre 1890, dall’inventore francese Clement Ader, con un aeroplano a motore,

stabilendo il primo record di volo di 50m.

Un aeroplano è costituito da: la cellula (formata da: fusoliera, impennaggi di coda, ali e gondole

motrici) e i propulsori.

All’interno della cellula la fusoliera ha diversi compiti come: ospitare un carico come merci o

passeggeri; ospitare gli organi interni del velivolo (la cabina di pilotaggio, impiantistica di bordo ed

alle volte i motori); supportare gli impennaggi. Questi ultimi creano le azioni di momento attorno

agli assi con le stesse forze che utilizzano le ali per crearne la sostentazione. In particolare si

dividono in impennaggio orizzontale (stabilizzatore ed equilibratore) e impennaggio verticale

(deriva e timone).

Il compito delle ali è differente in quanto devono sostenere il velivolo. Per poter riuscire nel suo

compito creano la forza necessaria sotto forma di azione aerodinamica.

Le gondole motrici, invece, sono i siti che occupano i propulsori quando non si trovano all’interno

della fusoliera. Sono situati generalmente nella parte posteriore di questa, o appese sotto il ventre

delle ali.

Il compito dei propulsori è generare la forza per permettere al velivolo di avanzare malgrado la

resistenza dell’aria. Possono essere di due tipi: a getto ed ad elica. Nel primo caso il motore

sfruttando lo spostamento della massa d’aria dalla parte anteriore a quella posteriore dell’aereo

genera la spinta in avanti (trazione). Nel secondo caso invece è l’elica a produrre la trazione

essendo lei alimentata dal motore.

Le forze che permettono ad un aereo di alzarsi in volo sono quattro: la forza di gravità, la forza di

partenza, la spinta e la resistenza. Le forze si bilanciano creando l’equilibrio necessario a mantenere

l’aereo in quota. La forza di gravità viene bilanciata dalla forza di portanza definita anche come

“spinta ascensionale” come una forza che contrasta il peso. La spinta è quella forza che permette al

corpo di muoversi, nell’aereo è identificata nella spinta propulsiva dei motori. L’ultima forza che

influenza il volo è chiamata resistenza, rappresentata dall’opposizione dell’aria contro un grave,

questa viene notevolmente ridotta dalla teoria dell’aerodinamica. Tutte le forze finora elencate

seguono il terzo principio della dinamica “ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e

contraria”.

La portanza è una forza generata dal passaggio dell’aria sulle ali. Questo ultimo è regolato dal

principio di Bernoulli il quale stabilisce che per un fluido ideale su cui non viene applicato un

lavoro, per ogni incremento della velocità si ha simultaneamente una diminuzione della pressione o

un cambiamento nell' energia potenziale gravitazionale del fluido.

Seguendo la superficie dell’ala dell’aereo l’aria che passa sopra copre una distanza maggiore quindi

più velocemente di quella che invece passa sotto. Questa differenza di velocità crea anche una

maggiore pressione sotto l’ala e Tale situazione influenza la velocità che più aumenta tanto più

diventa maggiore la differenza di pressione e la portata a disposizione.

Un’altra conseguenza si riscontra ad alta quota quando la densità dell’aria diminuisce generando

una pressione minore e quindi si ha meno portanza, questa situazione si va accentuando fino al

raggiungimento della soglia di densità minima, posta solo ad una particolare altitudine chiamata

“quota di tangenza pratica”.

Inclinazione delle ali è un’altro particolare del volo di un aereo che è legata alla formazione di un

angolo chiamato “angolo di attacco” (AdA) indicato da una costante. Questa inclinazione genera

una portanza maggiore tanto più aumenta l’AdA. Questa affermazione è verificata fino al

raggiungimento dell’ampiezza massima dell’AdA oltre la quale durante la cabrata (manovra di volo

che si effettua impennando il muso dell’aereo) l’aereo finisce in una situazione di stallo dove la

forza di gravità aumenta facendo precipitare l’aereo.

La forma dell’ala è dovuta a due motivi:

 La sua parte posteriore si deve restringere verso il basso con un bordo sottile, perché questa

è la zona dove i due flussi d'aria, quello proveniente dalla parte superiore dell'ala e quello

dalla parte inferiore, si ricongiungono, e questo "profilo aerodinamico" assicura che i flussi

si incontrino in modo graduale.

 L’ala deve generare una portanza sufficiente a sostenere il peso dell’aeroplano. Ma per

generare una portanza l’aria passante sulla parte superiore dell’ala dovrà percorrere una

distanza maggiore a velocità maggiore di quella inferiore creando quella differenza di

velocità e pressione della quale abbiamo già parlato prima.

LA POSIZIONE DI STALLO