aerodinamica

Le astute traiettorie che proiettano serpenti oltre le porte del Paradiso

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Indubbiamente le foreste del Sud-Est asiatico sono divise dalle traiettorie d’innumerevoli creature scollegate dai pesanti limiti connessi alla difficile questione della gravità. Scoiattoli, lucertole oltre agli uccelli e insetti d’altri luoghi e si, persino rettiliani abitatori della cima di quegli alberi, gli oblunghi esseri carnivori che l’evoluzione sembrerebbe aver creato per riuscire a dominare anfratti angusti e l’ingombro territorio in mezzo a sterpaglia, foglie, radici ove nascondersi e giacere in agguato. Ma sapete cos’altro offre anonimato quando viene l’attimo di prepararsi a ghermire la preda? La distanza. E come sappiamo di gran lunga troppo bene, c’è un modo migliore di ogni altro per attraversarla. L’attimo sfrenato in cui si lascia indietro il punto dove i piedi toccano il terreno. Compiendo l’ulteriore passo, verso il vuoto e l’infinito. Eppure osservando all’opera il Chrysopelea ornata d’India, Vietnam, Cina, o una qualsiasi delle altre quattro specie meno comuni appartenenti allo stesso genere, la tipica impressione può sembrare quella di stare vedendo le conseguenze di un incidente; non c’è molto di aggraziato, simmetrico e dinamico del comportamento di simili rettili in volo. Mentre si agitano e contorcono a parecchi metri da terra, avendo lasciato la sicurezza di un ramo sopraelevato con l’apparente quanto inevitabile destino di precipitare al suolo. Finché nel prolungarsi di quell’attimo che tende alla catarsi, la parabola pare allungarsi ancora, e ancora fino all’estensione massima di una ventina di metri. Con l’ideale linea tratteggiata al passaggio dell’animale diviene simile al balzo di Icaro, fermamente intenzionato a lasciarsi alle spalle l’intricato carcere della bestia muggente. Un’operazione, in altri termini, già lungamente collaudata e che parrebbe trarre il più ampio beneficio dalla particolare configurazione fisica dell’affusolato protagonista, le cui molte costole ampiamente mobili possono allargarsi rispetto all’asse dello scheletro centrale. Cambiando ed appiattendo il suo profilo. Verso la creazione di un perfetto foil aerodinamico non dissimile da quello di un velivolo creato dall’uomo. Ciò benché si sappia già a partire dal 2005, grazie a uno studio pubblicato da Socha, Dempsey, LaBarbera, che la questione risulta essere molto più complessa di come appare. Laddove un fedele modello in plastica della creatura, lanciato in posizione inerte da un punto sopraelevato, si è semplicemente capovolto, precipitando rovinosamente a molti metri dal bersaglio ideale. Permettendo di comprendere come le molte mosse inesplicabili dell’originale, soltanto in apparenza casuali, avessero in realtà uno scopo cinetico estremamente funzionale all’obiettivo di riferimento…

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L’altro F-22: ali di aquilone, prestazioni sufficienti ad inseguire l’alba del nostro presente

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Il diamante disegnato sullo schermo dei radar, generalmente, non va interpretato in senso letterale. Semplice figura in un diagramma destinato a rappresentare un velivolo in avvicinamento, senza informazioni inerenti in merito alla sua direzione di spostamento, esso sottintende ali perpendicolari a una carlinga longilinea. Salvo casi limite dalla probabilità estremamente remota di presentarsi; immaginate dunque la sorpresa di un ipotetico avversario del nostro futuro presente; alle prese con un contatto destinato a rivelarsi, al suo contatto visivo, con la forma di un letterale rombo volante. E appena il tempo di pensare “UFO!” Prima di udire il suono che indica l’aggancio da parte di un radar di tracciamento per l’ingaggio ravvicinato…
La lezione che possiamo trarre dagli eventi del primo secolo dell’aviazione, nonché l’ulteriore quarto trascorso dall’inizio del secondo, è che non esiste spinta maggiore al progresso tecnologico in questo campo, che la necessità di primeggiare in un conflitto armato, sia materialmente incombente che soltanto prospettato in via teorica nelle simulazioni dei comandi maggiori. Così all’inizio degli anni ’80, con l’emersione nel teatro della guerra congelata di nuove minacce quali gli agili Mig-29 e Su-27 sovietici, l’aviazione statunitense iniziò a nutrire dubbi sulla possibilità di mantenere di un’effettiva posizione di preminenza utilizzando ciò che era, da soltanto mezza decade, il loro principale jet intercettore adibito alla superiorità aerea: l’ottimo, ma relativamente convenzionale F-15 della McDonnel Douglas. Ciò che ebbe modo di scaturirne fu il cosiddetto ATF (Advanced Tactical Fighter) uno dei progetti ingegneristici più impegnativi e costosi di tutti i tempi, da cui sarebbe scaturito l’avveniristico strumento di battaglia capace di sovvertire totalmente le proiezioni d’ipotetici duelli ad alta quota. Ma molto prima che l’iconico F-22 Raptor potesse essere prodotto in serie, un traguardo destinato ad essere raggiunto non prima del 1996, i principali fornitori delle forze armate statunitense avrebbero fornito in risposta al concorso d’appalto circa due dozzine di proposte divergenti tra loro, sostanzialmente alla convergenza di quattro qualità fondamentali: l’aereo del futuro sarebbe stato economico/rapido da produrre; capace di mantenere la velocità supersonica per lunghi periodi; dotato di un basso profilo radar; pensato per ingaggiare il nemico con missili a lungo raggio, ad altitudini e velocità elevate. In un tripudio di forme e soluzioni tecniche, entro l’ottobre del 1986, l’istituzione diventata nel frattempo nota come SPO (Systems Program Office) giunse a selezionare le due aziende finaliste sulla base di una lunga serie di fattori, ma strizzando l’occhio soprattutto all’esperienza pregressa nel cosiddetto black world, il settore dei mezzi da combattimento invisibili ai radar. Il che giunse a mettere a confronto le rispettive proposte della Lockheed e della Northrop. La prima, con l’YF-22, qualcosa che già presentava le linee estetiche e funzionali dell’aereo destinato ad essere il coronamento di un così notevole dispendio di risorse ed ingegno umano. L’altra, grazie all’YF-23, apparentemente guidata da visione e finalità operative nettamente distinte. Tali da lanciare nei cieli di questo periodo sperimentale, una singolare interpretazione del concept di un jet da combattimento, che non si era mai vista prima. E che ancora ad oggi, resta totalmente priva di un termine di paragone…

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Per chi dimentica la simmetria degli aeroplani, Vogt fu il capostipite di un’altra Era

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Chi guarda verso il trionfo del progetto inalienabile della natura, ben presto tende a trarre la fondamentale conclusione che ogni uccello, pesce o animale di terra rappresenta la perfetta comunione di armonia estetica e prerogative di sopravvivenza, proprio nell’idonea geometria che si realizza nella forma di ogni essere vivente. Pensate, a tal proposito, ciò che sembra essere l’aerodinamica, per come si palesa nell’aspetto dei pennuti nell’azzurro cielo: due ali, un becco, una coda. E se uno specchio fosse a tal proposito disposto, in posizione longitudinale all’asse di quei volatori, essi comparirebbero del tutto inconfondibili nel proprio senso speculare. Esattamente come una persona. E gli aerei, invece? Per gli storici che provano il bisogno di guardare addietro, lo spirito ed il senso dello stesso intento reso manifesto dal progetto umano di librarsi può essere individuato nel primo esempio di velivolo più pesante dell’aria: il Flyer dei fratelli Wright del 1903, in cui pur nell’equidistanza delle eliche, pilota e motore si trovavano in reciproca opposizione: l’uomo a sinistra, la macchina a destra. Giacché nella facilità di correggere l’assetto grazie ad impennaggi ed alettoni, non sussiste alcun tipo di ragione pratica per cui gli aerei dovrebbero presentare alcun tipo di simmetria. Come ampiamente dimostrato, a suo tempo, dalla pletora d’ingegnosi progetti disegnati da Richard Vogt. L’ingegnere tedesco nato a Schwäbisch Gmünd nel 1894, che dopo una gioventù trascorsa ad ammirare i coraggiosi uomini nelle loro folli macchine volanti, decise di tentare anche lui di farsi strada nel nascente settore. Fino a quando nel 1912 all’età di 18 anni, aiutato da un amico e di fronte a niente meno che il futuro Wehrwirtschaftsführer del Terzo Reich, Ernst Heinkel si trovò ad effettuare il primo collaudo di un aereo di sua concezione da una collina poco fuori la casa natìa. Esperimento destinato, per sua sfortuna, a fallire miseramente. Ma il seme era gettato e la terra indubbiamente fertile, come si usa dire, se è vero che già nel 1916, tornato dal fronte della grande guerra per una ferita, avrebbe trovato lavoro presso la Luftschiffbau Zeppelin di Friedrichshafen, sul lago di Costanza. Per poi laurearsi in ingegneria all’Università di Stoccarda, e con tale qualifica essere assunto da Claudius Dornier, fondatore ed amministratore dell’omonima compagnia aeronautica. Iniziò quindi una trasferta all’estero di 10 anni, che l’avrebbe portato brevemente in Italia e poi, per la maggior parte del tempo in Giappone, dove collaborò con Kawasaki istruendo tra gli altri Takeo Doi, il futuro creatore del Ki-61 Hien. Ma il suo contributo maggiore alla storia della tecnologia sarebbe giunto solo successivamente, a seguito dell’assunzione nel 1933 alla Blohm & Voss di Amburgo, una compagnia storicamente attiva in campo navale e che dopo il primo terzo di secolo, aveva cominciato a produrre mezzi volanti per la potente macchina industriale tedesca. Poiché fu proprio in questi capannoni, tra tutti i luoghi possibili, che Richard Vogt sarebbe rimasto obliquamente e metaforicamente fulminato sull’asimmetrica Via di Damasco…

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Le ali telescopiche: un capitolo dimenticato nella storia dell’aviazione

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Apice ingegneristico della progettazione efficiente, punto d’incontro di una pletora di soluzioni interconnesse, l’aeronautica costituisce spesso il campo prototipico delle vie di mezzo. Triangoli o piatti della bilancia, in cui ogni singolo fattore dovrà essere pesato attentamente, spesso a discapito di altre, non meno importanti, predisposizioni prestazionali. Poiché il volo non ammette favoritismi nei confronti di un singolo fattore, velocità, raggio d’azione, quota raggiungibile o altro, a discapito di altri ed è per questo che una volta raggiunta una competenza tecnologica sufficientemente avanzata, l’approccio trasformabile delle superfici di volo ha immediatamente suscitato l’interesse dei progettisti. A partire dal primo passo sperimentale in tal senso, il Westland-Hill Pterodactyl IV del 1931, in cui una variazione limitata del camber alare permetteva di modificare l’assetto, e conseguentemente il trim dell’aeroplano durante il tragitto. A questo punto la storia maggiormente raccontata in materia, normalmente, passa al Messerschmitt P.1101 del 1944, un prototipo di caccia tedesco a reazione mai completato, in cui l’angolo di freccia delle ali sarebbe stato regolabile prima del decollo, onde ottimizzarne il profilo in base al tipo di missione prevista di volta in volta. Il che lascia un buco di oltre un decennio, durante cui saremmo invitati a pensare che nessuno abbia effettivamente compiuto esperimenti sulla falsariga di questo discorso fondamentale. Un fraintendimento che deriva in buona parte dall’impostazione storica mirata a ritrovare l’evoluzione delle metodologie tipiche dell’Era contemporanea, destinate a condurre verso velivoli come il Dassault Mirage G, l’F-14 Tomcat ed il Panavia Tornado. Ma non tutte le ali variabili hanno ruotato sempre parallelamente al suolo e questo non dovrebbe particolarmente sorprenderci: come tralasciare, in tal senso, l’efficienza notevole del sistema principale impiegato per facilitare l’apertura degli ombrelli? Così come non fecero, dal canto loro, una coppia d’ingegneri entrambi di origini russe. Il primo dei quali, tuttavia, offrì il proprio contributo in ambito militare paradossalmente alla nazione francese, dopo che tra le due guerre era caduto in disgrazia con il governo sovietico vigente. Sto parlando di Ivan Makhonine e del suo formidabile Mak-10 del 1931, un monoplano a due posti le cui ali potevano cambiare in lunghezza di un notevole 60%, grazie ad una quantità di sezioni progressivamente più piccole montate su cuscinetti a sfera, capaci di rientrare l’una dentro l’altra attraverso l’azionamento di un sistema pneumatico o in alternativa, mediante una leva manuale d’emergenza. Alimentato da un singolo motore raffreddato a liquido Lorraine-Dietrich 12Eb da 450 cavalli, l’aereo non era particolarmente potente e durante le prove effettuate nel corso dei quattro anni seguenti dimostrò probabilmente limiti prestazionali piuttosto evidenti. Anticipando quella che sarebbe stata, anche in seguito, la sfortuna ricorrente di questa intera categoria di mezzi volanti…

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