È di questi giorni la notizia, che ha colpito soprattutto gli amanti – come noi – dell’aviazione, che una delle attrazioni più importanti e apprezzate del Padiglione Italia all’Expo 2020 Dubai è il convertiplano AW609 di Leonardo S.p.A.
Il convertiplano è un velivolo mirabolante, a metà tra un aeroplano e un elicottero, capace di decollare e atterrare in modo verticale (proprio come un elicottero) ma anche di viaggiare a velocità sostenuta, comparabile a quella di un aeroplano e ben maggiore di quella di un elicottero.
La macchina di Leonardo non è ancora in commercio, perché ancora non è terminato il relativo processo di certificazione presso le varie agenzie di regolamentazione aerea (e in particolare la Federal Aviation Administration americana – FAA, e la European Union Aviation Safety Agency – EASA), che peraltro pare debbano anche adottare un apposito framework normativo per regolamentare in modo appropriato e specifico l’utilizzo e l’esercizio di questo tipo di velivoli.
Comunque, pare che tra non molto l’AW609 comincerà a sfrecciare nei cieli, e potremo vederlo impiegato nelle operazioni più svariate: trasporto di passeggeri VIP (il primo in assoluto di questo tipo), ricerca e soccorso, controllo e sorveglianza del territorio, ecc.
Il primo convertiplano a essere stato prodotto e commercializzato è il Bell Boeing V-22 Osprey, progetto militare ambiziosissimo partito nel 1981, che ha volato per la prima volta il 19 marzo 1989, ma che è entrato in servizio operativo solamente nel 2005 a causa di diversi incidenti che si sono verificati nel corso del suo sviluppo. La complessità meccanica dei vari organi in movimento e alcune fasi critiche delle operazioni di decollo e atterraggio pare rendano questo mezzo meno sicuro di un tradizionale elicottero e ancor meno di un aeroplano; e sistemare questi inconvenienti non è stato fatto semplice.
Il prossimo futuro vedrà probabilmente affacciarsi sul mercato, oltre all’AW906, ormai quasi in dirittura d’arrivo, anche il Bell V-208 Valor, che ha volato la prima volta il 28 dicembre 2017 e che presenta alcune caratteristiche particolarmente innovative, come la conformazione a “V” dei piani di coda e il fatto di avere solamente le eliche basculanti, e non l’intero motore (come invece hanno sia il V-22 Osprey che l’AW609).
Molto incuriositi da questi bellissimi prodotti dell’ingegno umano, siamo andati a spulciare tra i brevetti del passato per comprenderne meglio l’origine e, soprattutto, per vedere se essi siano un parto recente dell’inventiva aeronautica oppure – come spesso accade – se abbiano radici più risalenti.
La nostra ricerca ha dato i suoi frutti, e ha altresì fatto emergere che l’idea di realizzare un mezzo di trasporto ibrido elicottero-aeroplano è di oltre un secolo fa.
Il brevetto statunitense n. 1,498,412, depositato il 13 febbraio 1920 e concesso il 17 giugno 1924 riguarda, infatti, un “Helico Plane”, e quindi proprio un elicottero-aeroplano.
Nella descrizione del brevetto l’inventore, signor Howard Austin Whiteside di New York, spiega che uno degli oggetti della sua invenzione riguarda un aeroplano provvisto di mezzi migliorati idonei a sollevare il velivolo direttamente verso l’alto in aria, senza la necessità di alcuna corsa di decollo. L’invenzione prevede inoltre mezzi atti a sostenere un aeroplano nell’aria in posizione sostanzialmente stazionaria (c.d. hovering, caratteristico degli elicotteri).
Per permettere al velivolo di alzarsi da terra senza una corsa di decollo, e per permettergli altresì di rimanere in posizione sostanzialmente stazionaria a mezz’aria, o di scendere sostanzialmente in verticale, esso è provvisto di apposite eliche azionate direttamente dal motore tramite idonei mezzi di trasmissione di potenza.
Successivamente al decollo, le eliche 9 a trazione verticale, poste sul bordo anteriore delle ali, possono essere spostate in posizione orizzontale, in modo tale da cooperare con l’elica principale (posta nella parte anteriore dell’aereo) per consentire l’avanzamento rettilineo del velivolo nell’aria, esattamente come le gondole dei motori dei convertiplani, che sono suscettibili di passare dalla posizione verticale a quella orizzontale successivamente al decollo. Questa particolarità dell’invenzione in oggetto è ben mostrata nella figura 1, sopra riprodotta, nella quale si nota che le eliche 9, inizialmente in posizione orizzontale e idonea quindi a sollevare il velivolo da terra, possono spostarsi in una posizione verticale, raffigurata a contorni tratteggiati.
Particolarmente interessante e moderna risulta anche l’attuazione preferita dell’invenzione mostrata nella figura 12 del brevetto, caratterizzata da una doppia ala bassa provvista di ben quattro eliche per la trazione verticale:
Questa configurazione ricorda vagamente quella dei moderni droni quadricotteri, che vediamo sfrecciare ormai frequentemente nei nostri cieli:
Abbiamo trovato anche un’altra interessante invenzione inerente a un convertiplano: si tratta di quella oggetto del brevetto statunitense n. 2,621,001, depositato il 10 maggio 1948 e concesso il 9 dicembre 1952.
L’invenzione oggetto del brevetto si inserisce nell’ambito della categoria di velivoli provvisti di ali che ruotano intorno ai loro longheroni e con eliche montate sui bordi d’attacco delle ali, facendo così in modo che le eliche medesime possano passare da una posizione orizzontale a una verticale, e viceversa, e quindi consentano il decollo e l’atterraggio verticale del velivolo.
L’inventore, signor Alfred I. Roman, pure New York, rilevò che una tale configurazione era in linea generale difficilmente realizzabile a causa di alcuni pregiudizi di carattere tecnico: (i) il peso del motore che, collocato sulle ali, rende poco agevole la rotazione delle ali medesime; e (ii) la configurazione della trasmissione, che non lavora bene nelle posizioni intermedie delle ali.
La soluzione a questi problemi, proposta nel brevetto, consiste nel collocare i motori per l’azionamento delle eliche nella fusoliera, e non sulle ali, in modo che tali motori non girino assieme alle ali. Questa soluzione è resa possibile tramite sofisticati meccanismi che consentono sia la trasmissione della potenza dal motore alle eliche, sia l’azionamento del movimento rotatorio delle ali.
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Gli attuali convertiplani, che senz’altro rappresentano l’avanguardia della moderna aviazione, hanno origini lontane; ma la loro realizzazione è piuttosto recente, e ancora di più lo è il loro impiego, dal momento che lo sfruttamento delle leggi fisiche alla base del volo per realizzare velivoli che siano in grado non solo di decollare e atterrare verticalmente, ma anche di volare veloci, pare davvero essere una sfida tutt’altro che banale.
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