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Eppure si vola: la tecnologia degli aerei a propulsione umana

 16 febbraio 2015
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 Categoria: Tecnologia
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 Autore: admin

Nell'epoca dei jet supersonici, non stupitevi se vedete qualcuno che cerca di spingere in aria un aereo a forza di muscoli o sfruttando il Sole, o in altri strani modi. Perché la ricerca di sistemi di propulsione alternativi non si è mai fermata. Dal mitico volo di Dedalo e Icaro, passando per le intuizioni di Leonardo da Vinci, ci sono voluti secoli perché un aereo a propulsione umana riuscisse a sollevarsi da terra. Soprattutto nel secolo scorso, il sogno del volo umano è stato inseguito con tenacia, ma quando nel 1903 i fratelli Wright riuscirono a far volare il primo aereo con un motore a scoppio, gli studi si interruppero e il volo muscolare passò nel dimenticatoio. Non sono mancati comunque progettisti sognatori né mecenati che offrivano ricchi premi per chi fosse riuscito nell'impresa.


Nel 1933, l'Associazione politecnica di Francoforte mette in palio 5000 marchi per chi riesca a volare per almeno 500 metri, nel '35 il premio è portato a 10 mila marchi, ma nessuno è in grado di aggiudicarselo. Analoghi premi vengono istituiti in Italia e in Russia, ma i soldi rimangono nelle casse dei proponenti.


La spinta decisiva arriva nel 1959 con l'istituzione, da parte dell'industriale inglese Henry Kremer, di un premio di 5000 sterline per un volo a propulsione muscolare compiuto con una traiettoria a 8 fra due piloni distanti 800 metri. Il premio viene attribuito solo 18 anni dopo ed è conquistato, il 23 agosto 1977, dal ventiquattrenne Bryan Allen che, con i suoi possenti polpacci, riesce nell'impresa con il Gossamer Condor, un grande aereo azionato a pedali progettato e realizzato da Paul McCready, così incredibilmente leggero ("gossamer", in inglese significa appuntoleggero e sottile) da sembrar quasi trasparente. Oggi l'aereo è esposto a Washington, al Museo dell'aeronautica e dello spazio.


Il maggiore ostacolo per il volo a propulsione umana è la limitata energia che il pilota-ciclista può fornire in modo prolungato: circa 400 Watt, appena sufficienti per far accendere qualche lampadina, mentre il motore dell'aereo dei fratelli Wright ne forniva 10 mila e non pesava più di un uomo. Per riuscire a volare con questa energia limitata, McCready realizza un aereo con ali di 29,26 metri, più grandi di quelle di un DC-9, ma con un peso a vuoto di soli 32 kg. L'elica ha un diametro di 381 centimetri. Per il controllo dell'aereo, scartati gli alettoni a causa del peso delle articolazioni, adotta il sistema di deformare le ali con dei tiranti e colloca una piccola ala anteriore di stabilizzazione, così come avevano fatto i fratelli Wright. Per sostenere l'aereo, alla velocità di 16 km l'ora, sono sufficienti solo 246 Watt. Quando Kremer offre un nuovo premio di 100 mila sterline a chi sia in grado di attraversare la Manica con un volo a propulsione muscolare, McCready non si lascia sfuggire l'occasione. In poco tempo realizza il Gossamer Albatross e nel giugno 1979 vince il premio. Le migliorie apportate consentono all'aereo di volare con una potenza ridotta a 190 Watt pur con un peso di 34 kg.


Un altro "premio Kremer" da 20 mila sterline, destinato a chi riesce a percorrere un triangolo di 1500 metri in meno di tre minuti, viene conquistato l’11 maggio 1984 dal Monarch realizzato dagli studenti del Massachusetts Institute of Technology di Boston, che vola alla media di 32 km/h. Attualmente i record di distanza e di durata per aerei a propulsione umana, rispettivamente di 115,11 km e 3 ore e 54 minuti, sono detenuti dal Daedalus realizzato da ricercatori sempre del Mit, ma sono allo studio almeno due aerei per battere questi record.


Il primo è Raven (corvo), un affusolato aereo progettato da Paul Illian e Heather Costantino, due ingegneri della Boeing. Con una struttura in grafite e materiali che, con il suo elegante Solair-1 (oggi al Museo di Monaco), il 5 agosto 1983 ha volato per 5 ore e 41 minutì.


E’ sempre McCready a realizzare, su incarico della Nasa e del dipartimento della Difesa Usa, il Pathfinder, un avveniristico tutt'ala spinto da sei motori elettrici (ridotti a sei nel "Pathfinder Plus") con eliche di 190 cm, ali di 36 metri e un peso di 221 kg. L'aereo è controllato da terra e viene sperimentato per telerilevanienti e come ripetitore per telecomunicazioni. L'ala è ricoperta da cellule solari che erogano 6500 Watt. Il 6 agosto 1998, il Pathfinder Plus sale fino a 24.506 metri. Nell'ambito del programma Erast deriva il Centurion, un mostro con ali di 62 metri, 14 motori da 2 cavalli ciascuno, 529 kg di peso, 272 kg di carico utile, la capacità di arrivare a 30 mila metri e restare in volo per mesi. Il prossimo passo sarà l’ Helios, che avrà un'autonomia quasi illimitata: di notte le celle a combustibile genereranno elettricità trasformando idrogeno e ossigeno in acqua, Di giorno, parte dell'energia solare scinderà di nuovo l'acqua in idrogeno e ossigeno per le celle a combustibile.

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