Le origini del primo aeroplano a motore pilotato - Kataweb

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Nel 1889 pubblicò un libro Il volo degli uccelli come base per l'arte dell'aviazione, che conteneva i risultati di una estesa serie di esperimenti condotti con l'aiuto del fratello. Il lavoro presentava i primi dati utili sulla portanza e sulla resistenza aerodinamica di ali curve. Lilienthal si provò anche nel volo planato, a partire dal 1891, e divenne il primo pilota a riuscire nel volo a vela. Sperimentò alianti monoplani e biplani e rimase ucciso mentre provava un monoplano. In questo stesso periodo, negli Stati Uniti il più serio studioso di aeronautica fu Octave Chanute, un eminente ingegnere civile. Con i suoi scritti e con i suoi esperimenti fece conoscere nel suo paese il lavoro di Lilienthal. L'età (aveva 68 anni nel 1900) gli impedì di tentare il volo di persona. Ma aveva diversi discepoli che sperimentarono i suoi alianti insieme con i propri progetti. Chanute progettò un aliante biplano che rappresenta un po' il capostipite dell'aeroplano moderno. (Il progetto di recente è stato preso come base per diversi libratori, alianti che possono soltanto scendere.) Chanute adottò l'impennaggio posteriore di Pénaud per la stabilità longitudinale, mentre per ottenere una maggiore portanza progettò una sezione alare curva simile a una provata da Lilienthal. Il primo veleggiatore fu progettato da Otto Lilienthal, che si vede qui mentre vola sopra una fabbrica di mattoni nei sobborghi di Berlino. nel 1894. Lilienthal fu il primo pilota di quello che adesso sarebbe chiamato un libratore, cioè un veleggiatore che può soltanto planare, scendere. 58 Meno noto è il più importante contributo di Chanute alla tecnica aeronautica: la sua scelta della struttura per il biplano. Adottò la «travatura» di Pratt che era stata brevettata nel 1844 per i ponti ferroviari. Le due ali erano collegate da solidi montanti verticali che sopportavano i carichi di compressione. I carichi di tensione erano trasmessi da cavi diagonali (tiranti) incrociati che si agganciavano ai montanti sia nel senso dell'apertura alare sia tra parte anteriore e parte posteriore dell'ala. Ne risultava una struttura rigida, ma leggera che divenne la base per tutti i biplani controventati. (Si definiscono controventate le ali con montanti e tiranti esterni, mentre quelle senza strutture esterne si definiscono a sbalzo.) Lilienthal e Chanute cercavano di risolvere il problema della stabilità longitudinale. Erano capaci di dare ai loro veleggiatori una portanza sufficiente, ma trovavano gravi difficoltà a mantenere l'equilibrio in volo. Capirono che ottenere l'equilibrio significa far coincidere il centro di spinta (il punto dove si equilibrano le forze aerodinamiche che agiscono sul velivolo) con il centro di gravità. Il guaio è che il centro di spinta si sposta se l'assetto dell'aeroplano viene modificato, per esempio da una raffica di vento. In un libratore il pilota può ripristinare l'equilibrio spostandosi un poco per variare il centro di gravità e cambiare l'assetto del velivolo. Se questa manovra è compiuta correttamente, la combinazione dell'apparecchio e del pilota forma un sistema stabile. Quando un impennaggio orizzontale posteriore è sistemato nella maniera giusta, la sua azione (come Pénaud aveva capito) sarà tale da riportare il velivolo in equilibrio. La ragione è che l'effettivo centro di spinta di ala e impennaggio, considerati insieme, resta fisso anche se l'assetto della macchina viene variato. L'aeroplano ha una sua stabilità intrinseca, e il pilota non ha bisogno di cambiare la sua posizione. Un modello di aereo è stabile proprio per questo. Un aeroplano vero richiede più controllo, e per questo l'impennaggio è mobile, e il pilota può cambiarne l'azione a volontà. Con un impennaggio mobile un aeroplano instabile può essere guidato da un pilota sufficientemente esperto. (Quando l'impennaggio diventa mobile, in realtà è solo una parte di esso che si muove. Così si definisce impennaggio il tutto, e timone la parte mobile. La più moderna tecnica aeronautica, è tornata a impennaggi praticamente in un pezzo solo, che però sono mobili, e cioè sono tutto timone.) I fratelli Wright cominciarono a pensa- Rimase ucciso nel 1896 quando uno dei suoi alianti andò in stallo e precipitò, appunto per la difficoltà di mantenere l'equilibrio in volo. La linea orizzontale irregolare che passa vicino alle teste degli spettatori in questa fotografia è una rottura della negativa originale, di vetro.
Un aliante biplano fu progettato nel 1896 da Octave Chanute, un ingegnere civile che fu il più serio studioso di aeronautica negli Stati Uniti prima che i Wright incominciassero il loro lavoro. Ebbe con essi una lunga corrispondenza, fu consultato per molti dei loro primi voli. Il pilota impegnato in questo volo del 1897 nell'Indiana fu A. M. Herring, uno degli assistenti di Chanute. re al volo quando, ragazzini, ebbero in dono un elicottero-giocattolo, simile a uno inventato da Pénaud. Più tardi, nel 1896, le notizie sulla morte di Lilienthal stimolarono il loro interesse per il problema del volo. Nel maggio del 1899, Wilbur scrisse al segretario della Smithsonian Institution chiedendo un elenco delle opere disponibili sul volo. Di quella lista decise di acquistare un libro di Chanute, Progress in Flying Machines (Progresso nelle macchine volanti) scritto nel 1894. Dopo aver studiato il libro, Wilbur scrisse a Chanute, aprendo una corrispondenza che durò quasi dieci anni. Per buona parte di quel periodo, Chanute fu una fonte di informazioni e di incoraggiamento per i Wright. Le lettere e i diari dei Wright costituiscono una cronaca particolareggiata dalla quale si possono ricostruire gli eventi che portano al volo a motore. L'inizio dei Wright Mentre cominciavano una seria sperimentazione, i fratelli si erano familiarizzati con la letteratura aeronautica. Si erano resi conto che secondo le opinioni prevalenti la stabilità longitudinale richiedeva un impennaggio alla Pénaud, che la stabilità laterale poteva essere ottenuta dando alle ali un angolo diedro e che le variazioni di direzione si potevano attuare mediante un impennaggio verticale o timone. Ma essi non accettarono nessuno di questi tre principi, preparando progetti 60 completamente diversi da quello base di Cayley, generalmente accettato dai loro contemporanei. Il loro primo aeroplano a motore, il Flyer del 1903, aveva una superficie orizzontale anteriore, le estremità alari abbassate in un diedro negativo e l'impennaggio verticale che si muoveva soltanto quando le ali venivano flesse per far girare l'aeroplano. Le ragioni per le quali i fratelli Wright adottarono questa configurazione raccontano la storia delle loro ricerche e delle loro soluzioni. Probabilmente la più importante motivazione nel programma dei Wright era che essi erano decisi a imparare a volare. Questa determinazione influenzò praticamente ogni loro decisione. Poiché dovevano diventare piloti essi dovevano considerare con molta attenzione i problemi della stabilità, del controllo e della sicurezza. Non avevano intenzione di costruire una macchina nella speranza che funzionasse e poi «noleggiare» qualcun altro per fargliela collaudare. E chiaramente non erano per nulla soddisfatti di scendere veleggiando diritto davanti a loro, e basta. La morte di Lilienthal e un altro incidente del genere in Inghilterra convinsero Wilbur fin da principio che, per essere sicuro, un aeroplano avrebbe dovuto avere una superficie orizzontale stabilizzatrice davanti all'ala principale (un sistema che sarebbe stato chiamato canard, anatra). Nessuno a quel tempo conosceva lo stallo (la perdita di portanza), né i Wright avevano basi scientifiche per stabilire i rispettivi vantaggi delle superfici anteriori e posteriori. Mentre essi conducevano esperimenti, le condizioni teoriche per ottenere la stabilità venivano sviluppate da altri, ma fino a dopo il 1903 non si seppe che un aereo poteva ottenere la stabilità longitudinale con una superficie orizzontale sia anteriore sia posteriore. Il piano anteriore, che era il particolare più insolito dei primi aeroplani Wright, aveva il vantaggio, per i fratelli, che il pilota lo poteva vedere, guadagnando così in sicurezza perché poteva reagire rapidamente se non funzionava bene. Contrariamente ai suoi predecessori, Wilbur non dette per scontato che il problema della stabilità laterale fosse già stato risolto dall'invenzione, di Cayley, del diedro alare. «Le mie osservazioni sul volo delle poiane - scrisse Wilbur a Chanute - mi portarono a pensare che esse ripristinano il loro equilibrio laterale, quando viene turbato da un colpo di vento, con una torsione delle estremità alari.» Fatta questa fondamentale osservazione, Wilbur doveva trovare un metodo analogo per il controllo di un aereo con un uomo a bordo. Trovò la soluzione con lo svergolamento alare (mentre l'estremità destra viene sollevata, l'estremità sinistra viene abbassata, o viceversa), un sistema che ha preceduto gli alettoni, i quali assolvono alla stessa funzione negli aeroplani moderni. Con l'ala svergolata i Wright non soltanto riuscivano a mantenere stabile l'aereo in volo orizzontale ma anche a farlo virare. Così essi andarono molto più avanti dei loro concorrenti. Utilizzando una superficie orizzontale mobile e l'ala svergolata, i fratelli Wright riunirono stabilità e controllo, apportando con questo il loro più importante contributo allo sviluppo dell'aeroplano moderno. Parecchi anni dopo che Wilbur aveva scritto alla Smithsonian Institution, costruì un aquilone biplano con un'apertura alare di un metro e mezzo. Gli aquiloni come ora li conosciamo (in particolare gli aquiloni a scatola) sono stati sviluppati piuttosto di recente. Wilbur seguì le ultime regole di costruzione, ma la struttura base del suo aquilone era la «travatura» di Pratt, che aveva preso da Chanute. Tolse i tiranti di rinforzo avanti-dietro per avere le ali libere di svergolarsi una rispetto all'altra. Le sole parti rigide della struttura erano le connessione tra la superficie di controllo e il montante al quale era unita. I quattro cavi di comando erano sistemati in modo che il pilota potesse avere il controllo sia longitudinale sia laterale dell'aquilone, contemporaneamente o separatamente. Prove in volo Wilbur mandò in volo la sua prima macchina sperimentale un pomeriggio, nell'agosto del 1899, mentre Orville era in vacanza. Sebbene gli aquiloni del genere fossero piuttosto sensibili in aria, Wilbur riuscì a mantenerlo in volo, convincendosi che era valida la sua idea per il controllo longitudinale e laterale. Trovò
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