Imitano il volo degli uccelli

Dal corrispondente di “Svegliatevi!” in Giappone

“Voglio volare come un uccello, librarmi nel cielo blu, toccare le bianche nubi”. Questa è un’antica fantasia? Forse. Il sogno dell’uomo di alzarsi nell’aria risale all’antico mito greco di Dedalo, inventore delle ali di penne e cera che permisero a lui e a suo figlio Icaro di volare come uccelli. Ma il calore del sole fece sciogliere la cera e Icaro precipitò in mare trovandovi la morte.

COMUNQUE, nel 1680, si riconobbe l’impossibilità di questo genere di volo. I calcoli del matematico italiano Giovanni Alfonso Borelli dimostrarono che, se fosse dipeso dalla forza delle sue braccia sbattute come le ali di un uccello in volo, l’uomo non sarebbe mai riuscito ad alzarsi da terra.

Solo nel 1783 due francesi goderono la prima veduta a volo d’uccello della terra ferma. Essi volarono sopra Parigi in un pallone di tela. Anni dopo, esperimenti con aquiloni e alianti portarono alle meraviglie del volo a motore.

Oggi i jet che trasportano 500 passeggeri circa o 90 tonnellate di carico e viaggiano a velocità di quasi 1.000 chilometri all’ora sono comuni. Sono stati raggiunti record di velocità di oltre 3.200 chilometri orari, e sono stati compiuti voli di oltre 16.000 chilometri senza scalo. Molti sono stupiti da questi progressi dell’aviazione, mentre altri si accontentano e provano molto piacere nel volare silenziosamente ad altitudini limitate (da 600 a 900 metri) e a una velocità inferiore. Questo è il mondo del volo a vela.

Gli alianti

Alianti furono dapprima impiegati per esperimenti di volo e in seguito sono stati utilizzati per addestramento, trasporto, combattimento, ricerca e sport. Lo sport del volo a vela è molto popolare negli Stati Uniti, in Germania e Australia, dove sono stati raggiunti record per alianti. Per esempio, il record mondiale d’altezza di 14.102 metri fu ottenuto nel 1961 negli Stati Uniti; quello della distanza più lunga percorsa senza scalo, 1.460,8 chilometri in linea retta, fu raggiunto in Germania; e quello della maggiore velocità, 140,7 chilometri orari, su un percorso triangolare di 500 chilometri, fu raggiunto in Australia.

In Giappone ci sono quasi 3.000 patiti del volo a vela, metà dei quali studenti. Secondo un giornale, già nel 1975 due esperti piloti si esercitavano a lanciare un tipo perfezionato di aliante dalla vetta del Monte Fuji (3.776 metri) per un volo transpacifico. Alcuni ritengono che, se si potesse trasportare l’ossigeno e il cibo necessario e si potesse raggiungere un’altezza adeguata, in teoria il volo transpacifico sarebbe possibile. Tuttavia i piani per un volo del genere sono stati abbandonati. Poiché le disposizioni governative limitano il tetto di volo a circa 450 metri, qui non è stato raggiunto nessun record mondiale. Ciò nonostante, addestramento e voli di piacere proseguono nell’aliporto di Kambara, piccola cittadina di pescatori annidata fra monti e mare ai piedi del Monte Fuji. Vi piacerebbe visitare, standovene in poltrona, questo aliporto e vedere come aerei senza motore continuano a permettere all’uomo di imitare più da vicino gli uccelli?

Visita all’aliporto

A un primo sguardo nel capannone, scorgiamo due aerei monomotori, impiegati per rimorchiare gli alianti finché si alzano, e due alianti a motore, ciascuno con un piccolo motore di 25 cavalli che si può spegnere quando l’aereo è in volo. Dove sono gli altri alianti? Ci giriamo mentre si aprono le porte del secondo capannone e li vediamo allineati all’interno. Poiché pesano solo da 250 a 350 chilogrammi ciascuno, possono essere alzati da un montacarichi elettrico e depositati sul terreno. Vengono spinti a mano sulla pista. A chi è abituato al rumore e alla confusione del moderno aeroporto di una grande città, questo aliporto non farà troppa impressione. La stretta pista è di ghiaia e la torre di controllo è montata sul tetto di un camioncino che si sposta sull’area di decollo. Ma la sensazione di librarsi in aria come gli uccelli è la stessa, se non maggiore, perché le emozioni del volo a vela si godono in silenzio.

Mentre ci guardiamo attorno, notiamo alianti di varie forme. Alcuni sono piuttosto ingombranti, mentre altri sono snelli e slanciati. Qual è la ragione della differenza? Gli alianti sono fatti prima di tutto per il volo a vela. Hanno una maggior superficie alare, ma la forma e il peso permettono loro solo di planare verso terra una volta staccati dall’aereo rimorchiatore. Gli snelli veleggiatori, però, sono destinati a librarsi in volo. Cioè, per alzarsi possono utilizzare i venti ascendenti lungo il pendio delle montagne, e anche le colonne ascendenti d’aria calda dette correnti termiche. Velivoli di questo tipo possono percorrere grandi distanze e rimanere in aria per ore.

Cosa permette a questi uccelli di fattura umana di librarsi nel cielo? Una basilare comprensione dei principi del volo ci aiuterà a capirlo.

Principi del volo che interessano gli alianti

Ci sono quattro forze che interessano un aereo in volo: (1) gravità (la forza naturale che agisce sul suo peso attirandolo a terra), (2) forza ascensionale (l’opposto della gravità e prodotta dal modello delle ali o dalla spinta ascensionale dell’aria), (3) resistenza aerodinamica (resistenza dell’aria al movimento in avanti), (4) spinta (potere propulsore per superare la resistenza aerodinamica e spingere avanti l’aereo). Perché l’aliante si stacchi dal suolo, la spinta iniziale viene provveduta sia rimorchiandolo con un’auto o un aereo sia tirandolo con un verricello e un cavo montati a un’estremità della pista. Una volta sganciato, la forza ascensionale e la forma aerodinamica dell’aliante neutralizzano la gravità e la resistenza aerodinamica, mantenendo l’aliante in aria. La forza ascensionale si ottiene (1) con la curvatura delle ali e (2) con le correnti ascendenti dell’aria.

Studiando la forma delle ali degli uccelli l’uomo si rese conto che la forma curva produce forza ascensionale. Cosa è implicato nella forma dell’ala? La superficie inferiore è piatta e quella superiore curva, rastremata all’indietro o verso il bordo d’uscita. Quando l’aliante è fermo, la pressione dell’aria sopra e sotto l’ala è la stessa. Ma quando si muove in avanti, solo la pressione dell’aria sotto l’ala rimane uguale. L’aria a contatto con la superficie superiore curva deve percorrere una distanza maggiore nello stesso tempo che impiega per passare sotto l’ala. Perciò l’aria che passa al di sopra dell’ala si muove più rapidamente ed è rarefatta, riducendo la pressione. Poiché l’aria ad alta pressione tende a colmare il vuoto della zona di bassa pressione, l’aria sotto l’ala cerca di penetrare nell’area di bassa pressione sopra l’ala. Ma c’è di mezzo l’ala e il risultato è una forza ascensionale applicata al lato inferiore dell’ala.

In secondo luogo, ci sono colonne d’aria naturali che l’aliante può sfruttare. Se l’aliante è leggero e ben progettato, non ci vorrà molta spinta ascensionale per mantenerlo in volo. Il vento respinto in alto da colline e montagne provvede la forza ascensionale, come pure le correnti d’aria prodotte sul lato sottovento delle montagne alte. Se aria fresca, pesante, penetra in una zona di aria più calda, l’aria più calda è spinta in alto e tali gradienti termici possono provvedere la forza ascensionale. Anche certi terreni, come i campi arati oppure l’asfalto e il cemento delle città, assorbono calore dal sole, facendo salire aria calda. I piloti di alianti osservano gli uccelli che si librano in volo o le nuvole cumuliformi, perché spesso indicano la presenza di una corrente termica. Volteggiando nella corrente termica, il velivolo si alza, e quindi parte in un’altra direzione, in cerca di una nuova spinta ascensionale.

Guida dell’aliante

Ma cosa permette di manovrare l’aliante? Come fa il pilota a controllare il suo velivolo? L’aliante compie tre movimenti fondamentali: (1) beccheggio (movimento intorno all’asse trasversale dalla punta di un’ala all’altra), (2) rollata (movimento intorno all’asse longitudinale dal muso alla coda), e (3) imbardata (movimento intorno all’asse verticale attraverso il centro della fusoliera). Il beccheggio è controllato dal movimento in su e in giù del timone di quota sul bordo d’uscita del piano orizzontale del gruppo di coda. La rollata è controllata dagli alettoni, che sono le parti mobili del bordo d’uscita delle ali. Nella rollata a sinistra, l’alettone sinistro va su e l’alettone destro va giù. La rollata a destra richiede la manovra opposta. L’imbardata, cioè il movimento a sinistra o a destra, è determinata dal timone, il bordo d’uscita del gruppo di coda verticale.

Questo può sembrare complicato, ma un’occhiata alla cabina di comando dell’aliante ci mostra che l’operazione è relativamente semplice. Una barra di comando che sale dal pavimento controlla il beccheggio e la rollata. Spingendola in avanti l’aliante scende. Tirandola indietro il velivolo comincia a salire. Muovendola verso sinistra l’ala sinistra si abbassa per iniziare una rollata a sinistra. Spostandola a destra fa muovere gli alettoni in senso contrario, e l’aliante compie una rollata a destra. Il movimento del timone verso sinistra e verso destra è controllato dai due pedali. Spingendo quello sinistro l’aliante si sposta a sinistra; spingendo il destro l’aliante va a destra. Per girare a sinistra o a destra, per virare, ci vuole la combinazione di una rollata e del movimento del timone nella direzione in cui volete andare.

Inoltre nella cabina di comando c’è un pulsante per sganciare la fune di traino e una leva per il controllo di deflettori e diruttori. I deflettori sono le parti del bordo d’uscita dell’ala più vicine alla fusoliera e si piegano in giù principalmente per ridurre la velocità all’atterraggio. I diruttori hanno la stessa funzione, ma si alzano dal centro della superficie superiore delle ali. Ci sono relativamente pochi strumenti: un anemometro, un altimetro, una bussola e un variometro (strumento che indica la velocità con cui l’aliante si alza o si abbassa). Quasi tutti gli alianti sono muniti di una piccola radio.

È sicuro il volo a vela?

Negli ultimi anni abbiamo visto un crescente entusiasmo per il volo a vela, specialmente per gli alianti tipo deltaplano, simili ad aquiloni. Alcuni piloti di alianti interpellati furono pronti a fare una distinzione tra alianti veri e propri e deltaplani. Un pilota, con oltre 30 anni d’esperienza, disse che non poteva raccomandare tale tipo di volo a vela per il pericolo che comportava. Spiegò che poiché questi alianti mancano di stabilità e sono controllati dal movimento del corpo dell’operatore, è difficile riacquistarne il controllo una volta perduto. Perciò sono del tutto indifesi contro improvvise raffiche di vento e l’incapacità o inesperienza dell’operatore. Senza dubbio ciò continua a contribuire alla mortalità causata da questa specie di alianti.

Che dire degli alianti veri e propri? Sono sicuri? Progettazione e manovrabilità contribuiscono alla loro sicurezza. Durante un corso gratuito di un giorno sul volo a vela, offerto dall’associazione aeronautica di Shizuoka (Giappone), ci è stato detto che se si perde il controllo di un aliante, probabilmente la miglior cosa da fare è lasciar andare la barra di comando, e il velivolo dovrebbe raddrizzarsi da sé, poiché è progettato in tal modo. Inoltre il presidente dell’associazione osservò che si sente più sicuro a bordo di un aliante che non al volante della propria auto diretto all’aliporto. Gli alianti sono considerati da alcuni più sicuri degli aerei perché non dipendono da un motore, che può guastarsi. Naturalmente se il pilota di un aliante si allontana troppo dalla base e non trova più correnti ascendenti, dovrà cercare una zona pianeggiante e sgombra su cui atterrare. Una regola generale è che se l’aliporto si trova entro un raggio di 30 gradi dall’aliante è possibile tornare alla base. Questo perché il rapporto di planata, cioè la distanza che l’aereo può percorrere mentre perde quota, è relativamente alto. Per molti alianti, ogni metro di discesa corrisponde a uno spostamento in avanti di 30 metri. Alcuni alianti hanno un rapporto di planata di oltre 1 a 50, mentre gli aeroplani possono avere un rapporto di planata solo di 1 a 10.

I piloti di alianti vengono addestrati e devono ottenere una licenza per poter volare da soli. Ciò richiede oltre 50 ore di volo. Anche il buon senso contribuisce alla sicurezza del volo a vela. Quando visitammo l’aliporto, si avvicinava un tifone, e quando il vento aumentò notevolmente, i voli furono sospesi per quel giorno. Certo, benché il volo a vela sia relativamente sicuro, comporta certi rischi, come ci sono sempre in volo. C’è sempre la possibilità di difetti di costruzione, errori umani, o circostanze impreviste. Queste sono cose da considerare se si pensa d’intraprendere il volo a vela.

Riflessioni sulla nostra visita

È stato molto piacevole osservare questi “uccelli” di metallo e fibra di vetro che gettano la loro ombra sul terreno. Ed è interessante vedere come, dopo 70 anni di progressi dell’aviazione, gli uomini provano ancora piacere nei più semplici inizi del volo senza motore.

Abbiamo anche avuto una lezione d’umiltà osservando quanto l’uomo può imparare dagli uccelli. La progettazione stessa delle ali dell’aliante non è che una copia di quelle degli uccelli in volo. Mentre osserviamo il cielo e vediamo l’aliante che segue la stessa corrente termica insieme a cinque falchi, ci rendiamo conto che senza dubbio c’è molto da imparare imitando il volo degli uccelli.

[Diagramma/Immagini a pagina 19]

(Per la corretta impaginazione, vedi l’edizione stampata)

Timone

Deflettore

Timone di quota

Diruttore

Alettone

ROLLATA

Controllata dagli alettoni

IMBARDATA

Controllata dal timone

BECCHEGGIO

Controllato dal timone di quota

CABINA DI COMANDO

Strumentazione