Da Dedalo ai fratelli Wright passando per Bernoulli, Cayley e Lilienthal… Perché quando sento parlare della storia del volo, quasi tutti iniziano citando il mito di Icaro, che con un paio d’ali fatte di piume d’oca e cera d’api cerca di fuggire dal Labirinto. Quasi tutti, però, dimenticano di dire che quelle ali le aveva fabbricate Dedalo, suo padre.
Il mito di Icaro è importante per la sua morale, l’uomo che voleva volare troppo in alto, ma per la nostra storia è molto più importante il mito di Dedalo.
Dal mito di Dedalo a Bernoulli
La figura di Dedalo appartiene alla mitologia greca. È quindi molto probabile che non sia mai esistito o che, al più, sia ispirato a qualche altro personaggio realmente esistito. Per la nostra storia, però, questo non è importante: nel mito viene descritto come architetto, scultore e grande inventore.
A lui viene attribuita l’invenzione del labirinto di Minosse, quello del Minotauro, per intendersi. E proprio perché conosceva la struttura del labirinto, per evitare che ne diffondesse i segreti, vi fu imprigionato al suo interno con suo figlio Icaro. Pare che nell’antichità fosse prassi abbastanza diffusa, quella di eliminare gli autori delle opere strategiche…
Ora, del mito della fuga dal labirinto c’interessa solo un dettaglio: in alcune sue versioni vengono descritte abbastanza bene le ali ed in particolare il fatto che fossero incurvate per assomigliare a quelle degli uccelli.
L’intuizione che il segreto del volo fosse nascosto nella forma delle ali era già presente alcuni secoli prima di Cristo. Questa, però, da sola non è sufficiente a costruire delle macchine volanti. Mancano ancora alcuni importanti tasselli per ricostruire questo puzzle. Ma andiamo con ordine.
Di miti riguardo al volo ne esistono molti altri, ma per vedere studi concreti di macchine per volare bisogna arrivare fino al rinascimento. Sono noti a molti, in particolare, quelli di Leonardo. Questi, studiando l’anatomia degli uccelli, si era avvicinato molto a forme che, con minimi aggiustamenti, avrebbero potuto davvero funzionare. Eppure, nessuna delle sue macchine fu in grado di farlo.
Daniel Bernoulli ed il suo teorema
Mancava ancora un’intuizione importante, di cui ho già parlato nel video scorso, Archimede ed il dirigibile: l’intuizione che l’aria è un fluido.
Dei fluidi, però, era noto soltanto il comportamento in stato di quiete, quando conta solo l’idrostatica che permette di galleggiare. Non era ancora stato studiato in modo abbastanza approfondito quello che succede quando un fluido è in movimento. La fluidodinamica.
Per svelare il mistero del volo, bisogna aspettare la metà del 1700, quando un matematico e fisico Svizzero, Daniel Bernoulli, elaborando l’equazione di un suo altrettanto noto amico, Eulero, notò un particolare davvero interessante.
L’effetto che Bernoulli aveva osservato, semplificando all’estremo, era che se un fluido aumenta la sua velocità, diminuisce la sua pressione.
Questa semplice scoperta, da sola, è sufficiente a capire perché la forma di un’ala, o meglio, il suo profilo, è così importante per volare. Ancora un attimo e ci arriviamo!
L’aerodinamica
Torniamo al concetto basilare che l’aria è un fluido.
Come tale, ha delle caratteristiche: densità, pressione, viscosità, eccetera.
Per dirla proprio semplice semplice, se ha una viscosità, seppur bassa, vuol dire che per attrito tende ad attaccarsi alle superfici su cui scorre.
Ora, se un oggetto si muove in un flusso d’aria, la velocità relativa dell’aria sulle varie superfici dipenderà dalla loro forma. E qui mi serve un esempio, perché la cosa potrebbe sembrare contro-intuitiva.
Prendiamo un profilo particolare, convesso sopra e piano sotto e lo immergiamo nel flusso di un fluido in movimento.
La velocità del flusso è costante, ma le molecole che lo compongono per attraversare tutto il profilo dovranno compiere un percorso diverso, più lungo sopra al profilo e più breve sotto.
Inoltre, per via della viscosità del fluido, le molecole a contatto del profilo saranno più lente di quelle dello strato immediatamente superiore. Quelle di sopra saranno più veloci e quindi la loro pressione sarà inferiore. Sopra al profilo si forma una depressione.
Questa depressione genera una forza che viene chiamata portanza.
Nel volo ci sono altre forze in gioco, le vedremo tra poco. Quel che conta sapere è che comprendere questo fenomeno ha consentito di conquistare l’aria.
Quando si pensa ai pionieri del volo, spesso s’immaginano dei pazzi scriteriati che si muovono a tentoni. Qualche volta era vero, ma chi è riuscito ad ottenere i primi risultati era ben conscio dei fenomeni fisici legati alla portanza.
Tra questi, sicuramente l’ingegnere George Cayley, che attorno al 1850 riuscì a compiere qualche planata con un libratore, od il ben più noto Otto Lillienthal che tra il 1891 ed il 1896 compì più di 2000 voli planati.
Così come è certo che conoscessero bene questi fenomeni i fratelli Wilbur ed Orville Wright.
I fratelli Wright
Ci sono dei motivi precisi se loro ce l’hanno fatta prima degli altri. Vediamo quali.
Il 30 maggio 1899 Wilbur Wright scrisse alla Smithsonian Institution, chiedendo che gli fosse messa a disposizione tutta la documentazione esistente a proposito delle scienze aeronautiche.
Gran parte dei suoi studi fu rivolto a capire come controllare il volo.
Tra il 1901 ed il 1902 i fratelli Wright si dedicarono alla costruzione di una galleria del vento con cui confutarono alcune teorie sul volo.
Dopo quel periodo iniziarono a studiare come installare un motore su quelli che fino a quel momento erano dei veleggiatori e nell’anno successivo riuscirono a compiere quello che fu il primo volo controllato con un aeroplano.
Così, il 17 dicembre 1903 iniziò una gara per stabilire chi sarebbe arrivato più lontano, più in alto e più veloce…
Da qualche parte, in questo discorso, avevo accennato alle forze cui è soggetto un aeroplano in volo. Tornerò sull’argomento in un altro video, più avanti, quando avrò introdotto anche altri concetti.
Nel prossimo video, invece, probabilmente tornerò a parlare di ambiente e di come gli studi sull’aerodinamica possono aiutarci a preservarlo.
Il video in questione
Non mi rimane da far altro che aggiungere un link al video in questione.
Buona visione!