L’avventura del volo

Lezione del corso di Storia della Tecnologia 18/05/2007

Filippo Nieddu

I primi sfortunati esperimenti

Icaro Simon Mago Archita da Taranto (430-365 a.C. ?, motore a molla) Armen Firman (Cordoba, 852 d.C.) Ruggero Bacone (teorizza la possibilità del volo di

un “hollow globe of copper […] filled with aetherial air or liquid fire”, ma la sua teoria è rigettata)

Regiomontanus (Joseph Mueller, 1436-1476, razzi) Wan-Hu (Cina, ca. 1500, slitta alata spinta da 47

razzi a polvere pirica)

Leonardo e il volo ad ala battente

Leonardo da Vinci immaginò un meccanismo ad ala battente.

Giovan Battista Danti (1478-1517) finì nel lago Trasimeno durante una prova reale del meccanismo.

Disegno di Leonardo di aliante con estremità manovrabili

Le smentite

Giovanni Alfonso Borrelli (1608-1679) nel De motu animalium (1680) e Robert Hooke (1635-1703) dimostrarono che l’uomo non poteva volare imitando gli uccelli

Tuttavia, nel XIX secolo Clément Ader, Otto e Gustav Lilienthal proveranno ancora

Otto Lilienthal con il suo aliante

I mezzi“più leggeri dell’aria” / 1

Joseph-Michel (1740-1810) e Jacques-Etienne (1745-1799) Montgolfier risolsero il problema della realizzazione di un involucro sufficientemente leggero e resistente (erano industriali della carta), e compirono la prima ascensione il 21 novembre 1783

I fratelli Montgolfier e la loro realizzazione

I mezzi“più leggeri dell’aria” / 2

Jacques-Alexandre-César Charles (1746-1823) realizzò, qualche mese prima dei Montgolfier, un pallone a idrogeno in seta rivestita di gomma

Il pallone si alzò sino a 3000 metri, ma l’impatto pubblicitario dei Montgolfier fu maggiore

Jacques-Alexandre-César Charles e il suo pallone

I contributi teorici

L’idraulica, con Evangelista Torricelli (1608-1647), Isaac Newton (1642-1727), Henri Pitot (1695-1771), Daniel Bernoulli (1700-1782), Leonhard Euler si occupava del moto di un fluido entro un condotto fisso, non di un corpo entro un fluido immobile.

Sir George Cayley (1773-1857), con la sua opera On Aerial Navigation (1809), inventò l’aerodinamica, definendo i concetti di “portanza” e di “resistenza” relativi al moto di un corpo entro un fluido immobile.

Nuovi mezzi e nuove propulsioni

Il dirigibile risale a un’idea di Dupuy de Lome, che nel 1872 fa volare un pallone con timone ed elica azionata da 8 “marinai”.

Il primo dirigibile con propulsione a vapore fu realizzato dal francese Henri Giffard nel 1852.

Charles Renard e Arthur Krebs compirono il tentativo, con il loro La France, di utilizzare la propulsione elettrica (1884).

L’austriaco Paul Haenlein nel 1872 installò un motore a gas nel suo dirigibile.

Il sentiero tecnologico si stringe

Gottlieb Daimler (1834-1900) realizzò nel 1895 il primo motore “veloce” a carburante liquido, la benzina.

Francis Herbert Wenham (1824-1908) e John Browning utilizzarono nel 1871 la prima galleria aerodinamica del mondo.

Il fisiologo francese Etienne-Jules Marey (1830-1904) utilizzò per la prima volta il fumo per visualizzare i filetti aerodinamici (che “cronofotografò”).

Il planophore di Alphonse Penaud

Il 18 luglio 1871 Penaud dimostrò di fronte ai membri della Société Française de Navigation Aérienne che il proprio aereo era in grado di volare, coprendo distanze vicine ai 60 metri. Penaud, che tra l’altro ripubblicò i lavori di Cayley, fu il primo a enunciare chiaramente tre dei principali problemi legati alla navigazione aerea: resistenza dell’aria, resistenza della macchina e leggerezza del motore. Morì nel 1880, a 30 anni, troppo presto per vedere l’evoluzione delle proprie idee o per svilupparne delle nuove.

Il planophore di Alphonse Penaud

Gli studi di Marey

Etienne Jules Marey (1830-1904) aveva tentato la via della comprensione esatta del meccanismo di funzionamento del volo animale. Egli era convinto della possibilità di replicarne fedelmente la dinamica, e intravedeva questa come la via verso il possibile volo umano.

Gli studi di Muybridgee la cronofotografia

L’esperimento di Muybridge sul cavallo al galoppo era stato richiesto nel 1879 dall’allora ex-governatore della California, Leland Stanford, per verificare se la teoria di Marey, secondo la quale il cavallo sitrovava in un istante con tutte e quattro zampe sollevate da terra, fosse veritiera. Le 12 macchine utilizzate per fotografare il cavallo diedero esito positivo, dando fama a Marey. I due si incontrarono a Parigi nel 1882; in quell’occasione Muybridge proiettò le fotografie grazie al proprio speciale apparecchio denominato “zoopraxiscopio”.

L’intuizione di Wilbur Wright

Giocando con la scatola di cartone usata come confezione dei tubolari per bicicletta, Wilbur Wright pensò a un modo per governare la direzione del volo degli alianti: un sistema di tiranti che, opportunamente comandati dall’operatore a terra, permettevano la “torsione” delle ali al fine di ottenere un angolo di incidenza positivo per quella sinistra e negativo per la destra o viceversa, secondo che si volesse far virare lateralmente il mezzo verso destra o verso sinistra.

L’aliante del 1899

L’aliante del 1900

Gli esperimenti con la bicicletta / 1

Gli esperimenti con la bicicletta / 2

Lanciata la bicicletta in discesa, così da lasciare il guidatore libero dal dover pedalare, una volta raggiunta una velocità minima (una trentina di chilometri orari) necessaria per creare un sufficiente effetto portanza, il guidatore della bicicletta, che sino a quel momento aveva mantenuto bloccata la ruota orizzontale posta di fronte a sé, la lasciava libera, permettendone la rotazione. Secondo i calcoli che Otto Lilienthal aveva presentato nelle proprie tavole, per un certo valore di incidenza del profilo alare (ossia per un certo valore angolare di disallineamento del profilo rispetto alla direzione di marcia), la portanza originata da questo doveva essere perfettamente controbilanciata dalla resistenza generata dall’elemento rettangolare e dallo stesso profilo alare

Il “Flyer”

Wilbur (1867-1912) e Orville (1871-1948) Wright fecero volare il primo aeroplano il 17 dicembre 1903.

Il “Flyer” disponeva di comandi di direzione, pattini per lo scivolamento a terra, motore leggero ed eliche perfezionate.

Il “Flyer” dei fratelli Wright

In Europa

Nel 1909 Louis Blériot attraversava la Manica con un aeroplano mosso da un motore di 25 CV.

Nel 1911-12 l’Italia impiega il mezzo aereo a scopi bellici in Libia.

In Germania il conte Zeppelin produce dirigibili “rigidi” di grande fortuna. Louis Blériot e la sua impresa

Riferimenti bibliografici essenziali

• Francesco BUFFONI, L'aeroplano : teoria e tecnica, storia, alcuni apparecchi moderni, Milano : Vallardi, 1946

• Leo SCHNEIDER, Dall'aquilone all'astronave, Milano : Feltrinelli, 1966

• Riccardo NICCOLI, La storia del volo : dalle macchine volanti di Leonardo Da Vinci alla conquista dello spazio, Vercelli : White Star – 2002

• Jean-A. KEIM, Breve storia della fotografia, Torino : Einaudi, 2001