FLYER
Caratteristiche:
Nazionalità: Stati Uniti;
Tipo : prototipo :
Anno : 1903;
Motore : da 12 cavalli fatto in casa dagli stessi Wright;
Apertura alare: 12 m;
Corda alare : 1.95 m;
Peso al decollo : 340 Kg;
Superficie alare : 47.385 m2
Wilbur e Oriville Wright , con una serie di voli il 17 dicembre
1903, furono i primi uomini a pilotare un aeroplano a motore.
Come si sa bene essi stessi avevano progettato e costruito
l'apparecchio , tuttavia ancora oggi molti credono che i Wright fossero dei
semplici meccanici di biciclette inciampati più o meno per caso in un progetto
di così grande successo.
Il giorno dei loro primi voli i fratelli Wright si trasformarono
in piloti.
Wilbur era il pilota del quarto volo,l'ultimo ed il più lungo
della giornata, ben 59 secondi.
Dovranno passare altri quattro anni prima che qualcun'altro fosse
capace di volare per un minuto ed anche allora la macchina non sarebbe stata
completamente controllabile, mentre in quel frattempo i Wright stavano mettendo
a punto un aeroplano manovrabile che era in grado di volare per più di un'ora.
Nel 1908 quando per la prima volta i Wright volarono in pubblico
nessun altro aveva ancora ben capito la necessità del controllo laterale ,
molto meno la funzione del timone verticale, perciò nessun altro poteva fare
una vera virata, né alcun altro sapeva come poter costruire delle buone eliche,
sopratutto nessun altro aveva mai portato avanti un programma come il loro,
conducendo delle necessarie ricerche, costruendo un proprio aereo facendolo
volare, così da padroneggiare in proprio l'intero problema.
I fratelli iniziarono il loro lavoro nel 1899 quando Wilbur aveva
32 anni ed Orville 28.
La loro invenzione dell'aeroplano a motore capace di portare a
bordo uomini nacque in parte come naturale prosecuzione del lavoro iniziato da
altri, tuttavia il contributo peculiare dei Wright fu senz'altro determinante
ed i risultati tecnici che riuscirono a conseguire furono sbalorditivi.
L'epopea dei fratelli Wright iniziò con uno studio della
letteratura aeronautica dell'epoca: essi cercarono di carpire i concetti base
di questa grande scienza, tuttavia cercarono più che di riprendere le teorie
dell'epoca , di sviluppare dei propri studi che culmineranno con la costruzione
di prototipi di alianti , infine nei vari aerei da loro progettati e costruiti.
La linea di condotta adottata dai Wright durante i loro studi era
spinta da un’idea: essi non si proponevano solo di portare avanti nuove
conoscenze in ambito dell'aeronautica, quanto volevano costruire un aereo, che
fosse loro e potesse essere pilotato proprio da essi stessi: ecco quindi che
l'aereo che nacque dalle loro menti fu proprio quello da essi stessi
pensato,una macchina volante a loro misura, e non magari lo sviluppo di una
richiesta di qualcuno o la costruzione di un progetto già presente.
Wilbur mandò in volo la sua prima macchina sperimentale un
pomeriggio, nell'agosto del 1899, mentre Orville era in vacanza: si trattava di
un semplice aquilone e sebbene gli aquiloni dell'epoca fossero piuttosto sensibili in aria Wilbur
riuscì a mantenerlo bene in volo.
Qui
sopra una copia in scala del veleggiatore del 1899 costruito dai Wright, per il
controllo
erano presenti
4 corde
Questo primo progetto divenne la base per una versione ingrandita, abbastanza piccola da poter volare come aquilone, ma abbastanza grande per poter portare un uomo: aveva un'apertura alare di 5.1 m, con una corda alare di 1.5 m; il suo peso a vuoto era poco più di 22 kg, 86 Kg con il pilota a bordo che si metteva in posizione prona, sempre in queste condizioni il carico alare era di 560 grammi per metro quadrato ( un veleggiatore moderno porta oltre 20 Kg per metro quadro).
L’aquilone
veleggiatore del 1900 fu il primo velivolo dei Wright abbastanza
grande da poter
portare a bordo un uomo.
Wilbur pensava di far volare questo suo velivolo nel 1900, in un primo
tempo facendolo partire da una torre,trattenuto da cavi fissati alla torre
stessa. Con la presenza di vento costante i fratelli pensavano di poter
accumulare ore di volo dalle quali sarebbero stati in grado di ottenere utili
informazioni.
Il luogo prescelto per le prove fu Kitty Hawk, in una località
dove spesso vi era presenza di vento costante.
Purtroppo i fratelli non riuscirono a trovare molto tempo per i
test nei primi periodi a causa di contrattempi e provarono il loro aliante solo
fra il 5 ed il 18 ottobre 1900.
La maggior parte dei test si svolse facendo volare la macchina
come un aliante, prima facendo volare l'aeromobile partendo da una torre alta
tre metri, poi trattenendola da terra con dei fili. In tutto i voli liberi
totalizzarono i 10 minuti di cui solo 10 secondi con a bordo un essere umano e
soltanto Wilbur volò.
I comandi si presentarono bene quando l'aliante volava come
aquilone, mentre quando Wilbur era a bordo e doveva gestire da sé le redini del
volo non riuscì bene a padroneggiare la guida.
Per i controlli con un uomo a bordo i fratelli svilupparono varie
soluzioni, innanzitutto per il controllo longitudinale pensarono di inserire un
piano anteriore ( addirittura pensarono di metterne uno anteriore ed uno
posteriore ); secondo vari test l’adozione di un piano posteriore poteva dare
svariati vantaggi, ma la possibilità di avere sempre sotto lo sguardo del
pilota la superficie del controllo longitudinale fece preferire ai Wright
l’adozione di questa appendice in fronte all’aeromobile.
Per la stabilità laterale fu decisa l’adozione dello
svergolamento alare : mentre una delle due estremità alari viene fatta salire
l’altra viene fatta abbassare: tale sistema può essere pensato come il
predecessore degli alettoni moderni.
In particolar modo i primi voli furono deludenti e spesso gli
atterraggi furono duri, fortunatamente la struttura della macchina era di
facile riparazione.
Durante i test dei nastri colorati erano attaccati ai cavi di
trattenuta e consentivano ai fratelli di misurare la portanza e la resistenza,
un anemometro gli permetteva di misurare la velocità del vento. Questi
strumenti come altri permettevano ai due di raccogliere dei dati in una mole
significativa che iniziava a render loro di meno difficile comprensione il
fenomeno del volo. Insomma, per quanto ridotto fu il periodo dei test del 1900
questo permise di ottenere dei risultati fondamentali e servì a confermare la
giustezza delle prime valutazioni dei Wright: essi verificarono le loro
tecniche per la stabilità longitudinale e laterale, in più appresero come
dovevano addestrarsi al volo e confermarono come volare in posizione prona
riducesse la resistenza dell'aria.
Con dati delle prove del 1900 i Wright non ebbero più da
dipendere dai risultati ottenuti dal lavoro di altri, da quel momento i loro
progressi dipesero esclusivamente da proprie ricerche.
Nell'inverno iniziarono i lavori per la costruzione di un nuovo
aliante - biplano che sarebbe stato pronto per il 1901: l'apertura alare toccava i 6.6 m e la corda alare era di 2.1 m, l'area totale ricoperta era di
circa 27 metri quadrati, il tutto con
il fine di aumentare la portanza.; la superficie dello stabilizzatore era poco
più di un metro e mezzo.
Il veleggiatore del 1901
Si trattava del più grosso aliante che si fosse mai cercati di
far volare , con un peso a vuoto di 45 Kg, mentre il carico alare con pilota a
bordo si aggirava sui 380 grammi per metro quadro.
Le sole altre importanti modifiche rispetto al predecessore
furono l'aumento della curvatura del profilo alare da 1:22 a 1:12 e la modifica
del sistema di comandi.
Il programma di prove del 1901 si allargò: i fratelli costruirono
un hangar di legno a sette Km da Kitty Hawk, in una zona attorniata da dune di
sabbia che offrivano un'ottimale piattaforma di partenza.
Come al solito il tempo a loro disposizione per i voli fu poco e
si restrinse al periodo dal 10 Luglio al 20 Agosto.
I voli compiuti con a bordo un essere umano furono anche qui
eseguiti tutti a carico di Wilbur, che il 17 luglio eseguì ben 17 planate senza
aver mai provato prima il velivolo come aquilone; purtroppo si trattò di voli
dall'esito pressoché disastroso e 2 volte l'aereo andò in stallo rischiando di
compromettere l'intera struttura costruita , nonché la vita dello stesso
Wilbur; per fortuna le basse quote raggiunte e le basse velocità resero gli
impatti relativamente dolci.
Ai controlli comunque l'aereo si comportava ancora capricciosamente
e a nulla servì la riduzione dello stabilizzatore a meno di 1 metro quadro ...
i due fratelli allora si buttarono a test con l'aereo in versione di aquilone
per cercare di capire come poter migliorare la guida.
Al fine di migliorare il controllo i due decisero di ritornare
alla curvatura delle ali precedente, indi disposero due supporti sull'ala
inferiore con un'armatura di cavi per
tirare la sezione centrale della centina
verso il basso su tutte e due le ali.
I risultati furono soddisfacenti e Wilbur fece una trentina di
voli dopo le modifiche , il più lungo dei quali durò 17 secondi per un tratto
percorso di 117 metri.
Furono i Wright a scoprire il modo giusto per virare, scoperta
questa che fu possibile dalle loro ricerche per trovare la stabilità laterale.
Mentre Wilbur si esercitava alle virate scoprì quella che oggi è
chiamata imbardata rovescia : inizialmente la portanza sull’ala alzata è
maggiore rispetto a quella abbassata, così è la resistenza e le diverse forze aerodinamiche
tendono a far girare l’aeroplano in direzione opposta a quella che si era
impostata all’inizio della rollata.
Questi compromessi spesso portavano anche alla perdita totale del
controllo del velivolo che poteva giungere allo stallo.
Le osservazioni di Wilbur portarono all'installazione di un
impennaggio verticale nel veleggiatore del 1902.
All'autunno 1901 risalgono poi le prime prove dei fratelli
eseguite in una galleria del vento.
La loro non era la prima galleria del vento mondiale, tanto meno
americana, ma i dati che riuscirono ad accumulare quell’inverno studiando il
comportamento di alcuni profili sottoposti al flusso del vento furono di così
grande importanza da essere da loro utilizzati per la costruzione degli
aeromobili dei 10 anni successivi.
L’aliante del 1902
Nell'agosto del 1902 i Wright tornarono a Kill Devil Hills ( il
sito di lancio ) con un nuovo aliante dell'apertura alare di 9.6 m ed una corda
alare di 1.5 m.
Come si può notare dai dati la corda veniva ridotta in favore di
una maggiore apertura, questo fu una conseguenza diretta dei test della
galleria del vento, dai quali i fratelli scoprirono che un’aeromobile con
un'ala larga e snella, a parità di area alare, riceve una maggior portanza se
paragonata con un'altra con corda maggiore e larghezza minore.
Oltre alle modifiche nel sistema di comando in questo aeromobile
era per la prima volta presente una 'culla'centrale ove il pilota si sarebbe
sistemato in posizione prona: per i comandi lo svergolamento alare era azionato
spostando lateralmente le anche, mentre l'impennaggio orizzontale veniva mosso
con una leva azionata dalla mano sinistra.
La modifica più evidente fu comunque l'adozione di un doppio
impennaggio verticale della superficie di poco superiore al metro quadrato: la
sua adozione non fu pensata per i cambiamenti di direzione ma semplicemente per
contrastare l'imbardata rovescia grazie al gioco di forze aerodinamiche che si
installava al momento della virata con la presenza di questa nuova appendice.
Le prove dell'aliante come aquilone fecero subito capire come
essi disponessero di un velivolo migliore.
La nuova ala aveva migliorato di molto il rapporto
portanza-resistenza e le difficoltà dei controlli laterali sembravano di molto
ridotte.
In risposta ad eccessive sollecitazioni in presenza di vento
laterale le ali furono montate con un diedro negativo.
Proprio i colpi di vento improvvisi che causavano la tendenza ad
oscillare e cadere di lato furono i problemi più gravi da affrontare nel corso
dei test e proprio durante questi i fratelli sperimentarono di persona l'inizio
di una vite del loro velivolo, probabilmente furono i primi ad assistere ad un
fenomeno del genere.
Fu di Orville l'idea di provare a sostituire il doppio timone
fisso con uno singolo e mobile e la tendenza alla vite sembrava venir meno.
Tutte queste diverse rettifiche completarono la configurazione ed
il sistema di comando che i fratelli utilizzarono nel Flyer del 1903. Non prima
della fine del 1904 essi avrebbero 'staccato' il timone verticale arrivando
infine ad ottenere un controllo indipendente del beccheggio, del rollio e
dell'imbardata.
Virtualmente tutti gli aeroplani moderni hanno lo stesso sistema
di comandi.
Le possibilità di poter costruire una macchina volante si fecero
più marcate dopo l'invenzione del motore a combustione interna alla fine del
diciannovesimo secolo.
Già precedentemente ai Wright altri tentarono di far volare degli
aeromobili spinti o trainati da un motore, ma i risultati furono sempre
deludenti se non catastrofici.
I Wryght iniziarono a lavorare sul Flyer nell'autunno 1902.
Essi pensarono di poter installare un motore su di una versione modificata
dell'aliante del 1902.
Inizialmente cercarono di poter carpire i segreti per costruire
delle buone eliche studiando dei manuali della marina, indi cercarono un motore
d'automobile da adattare sull'aereo, ma non ottenendo nulla di buono dal mercato
decisero di costruirsene uno in proprio: questa decisione non creò troppi
problemi ai due che in tempi precedenti
avevano già preparato dei motori da adattare alle loro biciclette e già nel
marzo del 1903 disponevano di ciò che gli serviva: un motore da 12
cavalli-vapore che pesava 6.6 Kg per ogni cavallo erogato; il risultato non fu
eccezionale, ma era sufficiente ai loro scopi.
Per lo sviluppo dell'elica i Wright scoprirono con delusione che
quanto scritto sui manuali della marina suggeriva ben poco, essi così dovettero
elaborare una propria teoria, diretta conseguenza dei loro studi aerodinamici,
nasceva così la teoria sull'elemento di pala, basata sull'idea che un piccolo
segmento di una pala deve essere considerato come la sezione di un'ala. Durante
il moto rettilineo dell’aereo pure l’elica è dotata di un moto relativo al
proprio asse, questa volta rotatorio supposto costante, la composizione di
queste velocità fa paragonare ogni
sezione diversa dell’elica a quella di un’ala che viene sottoposta a forze di
resistenza e portanza diverse; la spinta dell'elica e la potenza da essa
assorbita si ricavano sommando le componenti di ogni diversa sezione.
Proprio dalle loro ricerche essi riuscirono ad ottenere eliche
con efficienza del 70% se non superiore , contro l'efficienza delle altre
eliche dell'epoca che non superava il 50%.
Una delle due eliche del Flyer, aveva il
diametro di 2.65 m.
Il motore e le eliche furono montate su di un velivolo dalle stesse
caratteristiche dell'aliante del 1902, ma che era più grande , più robusto e
perfezionato.
Il Flyer aveva un'apertura alare di 12 m con una corda di 1.95 m
per una superficie totale di 47.385 metri quadrati.
Il peso con pilota a bordo era di 340 Kg, il che dava un carico
alare di 7.3 Kg per metro quadro.
I fratelli tornarono a Kill Devil Hills il 25 settembre 1903,
questa volta per restarvi parecchio, ben 3 mesi e qui prepararono un nuovo
hangar più grande per il Flyer.
Il tempo per loro passava perfezionando il Flyer o facendo nuovi
test con l'aliante del 1902.
Purtroppo una serie di avvenimenti, come problemi al motore o
condizioni meteo avverse ritardarono le prove del nuovo Flyer fino a metà
novembre del 1903.
Il 23 dello stesso mese fu testato nuovamente il motore e dalle
eliche veniva misurata una spinta di 60 Kgf: a questo punto i Wright
confidarono che l'apparecchio potesse effettivamente volare.
Intanto i fratelli venivano di continuo informati di tentativi di
volo da parte di altri loro 'concorrenti'
tutti andati falliti, alcuni addirittura in maniera tragica.
Alla fine il Flyer fu approntato per il volo solo il 14 dicembre.
Wilbur vinse a testa o croce con il fratello ed a lui toccò la
prima prova.
L'aereo fu posizionato su di una rotaia messa su di un terreno
leggermente inclinato verso il basso, cosicché la forza di gravità avrebbe
potuto favorire il lancio, l'aria risultava poco mossa.
Il primo volo andò male ed un leggero vento di traverso portò
l'aereo in stallo che toccò il suolo solo 18 metri dopo aver staccato terra. I
pochi danni subiti furono subito riparati.
Orville era il pilota per il secondo volo, quello del 17
dicembre.
In quell'occasione il vento aveva una velocità sui 43 Km/h, una
frazione pericolosamente grossa se contiamo che si era previsto per il Flyer
una velocità fra i 48 ed i 56 Km/h.
Durante il decollo, ora avvenuto in piano sempre su di una rotaia
, Wilbur fu costretto a tener sollevata
l'estremità dell'ala destra lungo tutta la corsa di partenza onde evitare che
il vento sbilanciasse l'aereo e gli facesse toccare terrà all'estremità.
Orville prese il volo e percorse circa 36 metri ad una velocità
media rispetto al suolo di 11 Km/h.
Questo fu il primo vero volo del Flyer e fu oggetto di
svariate foto, una di quelle è riportata qui sotto e si può notare Orville
accovacciato al posto di comando, mentre Wilbur aveva appena lasciato di
sostenere l’ala destra un istante dopo il decollo.
I fratelli quel giorno compirono due voli l'uno prima che il
vento sbatté l'aereo contro la sabbia senza possibilità di eseguire delle
riparazioni veloci.
Dopo aver eseguito un totale di 98 secondi in aria il primo aereo
a motore pilotato non volò mai più ed oggi è in mostra all'Air and Space Museum
della Smithsonian Institution.
Successivamente gli studi dei fratelli progredirono ma soltanto
dopo aver ottenuto una serie di brevetti in USA ed Europa si decisero a tornare
a volare in pubblico su di una versione modificata del Flyer : presso Le Mans
in Francia , quindi a Fort Mayer in Virginia.
Successivamente a questi avvenimenti i Wright divennero famosi in
tutto il mondo.
Purtroppo il disegno del Flyer non ebbe molto seguito, poco tempo
dopo l'avvento degli aeroplani a timone posteriore prese il sopravvento
dimostrando caratteristiche superiori; anche i Wright furono costretti ad
abbandonare il concetto canard.
In seguito i risultati dei Wright ebbero una portata inferiore
allo sviluppo aeronautico, ma le ricerche da essi compiute fra il 1899 ed il
1908 rimangono senza paragoni.
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