Storia dell'aereo

Quando Wilbur Wright guardò nervosamente il fratello Orville spiccare il volo tra le alte dune sabbiose di Kitty Hawk, in N.C., probabilmente sapeva che stavano facendo la storia. Ma probabilmente non avrebbe mai potuto immaginare ciò che sarebbe derivato dal loro successo. Non avrebbe mai potuto sognare che questo breve ma riuscito viaggio avrebbe portato l'uomo non solo in volo ma anche nello spazio.

Naturalmente, tra il primo volo dei fratelli Wright e l'eventuale viaggio sulla Luna sono successe molte altre cose emozionanti, e noi esploreremo la storia dell'aeroplano per capire meglio come siamo arrivati al punto in cui siamo oggi.

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Guardare il cielo

Gli esseri umani erano affascinati dal cielo e sognavano di unirsi agli uccelli molto prima che venissero fatti i primi tentativi legittimi di volare. Ad esempio, già nel VI secolo d.C., i prigionieri della regione settentrionale di Qi in Cina erano costretti a fare voli di prova con gli aquiloni da una torre sopra le mura della città.

I primi tentativi di volo erano essenzialmente tentativi di imitare il volo degli uccelli. I primi progetti erano primitivi e poco pratici, ma col tempo sono diventati più complessi. I primi progetti che assomigliavano a "macchine volanti" sono stati quelli prodotti da Leonardo Da Vinci alla fine del XV secolo, i più famosi dei quali sono l'"ornitottero battente" e il "rotore elicoidale".

La nascita del volo

Nel XVII secolo la teoria del volo in mongolfiera iniziò a svilupparsi quando Francesco Lana De Terzi iniziò a sperimentare i differenziali di pressione. Tuttavia, solo a metà del XVIII secolo i fratelli Montgolfier svilupparono modelli più grandi di mongolfiera, che portarono al primo volo in mongolfiera (più leggera dell'aria) con equipaggio, il 21 novembre 1783, da parte di Jean-François Pilâtre de Rozier eMarchese d'Arlandes a Parigi, Francia.

Non molto tempo dopo, nel 1799, l'inglese Sir George Cayley sviluppò il concetto di aereo ad ala fissa, deducendo che su un velivolo "più pesante dell'aria" agissero quattro forze:

• Peso - La forza esercitata su un oggetto per gravità o come risultato di una forza esterna applicata ad esso.
• Sollevamento - La parte di forza verso l'alto che viene applicata a un oggetto quando il flusso d'aria è diretto verso di esso.
• Trascinamento - La resistenza al movimento in avanti di un oggetto causata dal movimento e dalla velocità dell'aria contro di esso.
• Spinta - La forza esercitata contro la direzione di un oggetto in movimento, che dimostra la terza legge di Newton secondo cui la reazione a un oggetto in movimento è uguale e contraria.

Utilizzando questi principi, Cayley realizzò con successo il primo modello di aeroplano e per questo è spesso considerato il "padre dell'aviazione". Cayley dedusse correttamente che il volo continuo su una distanza considerevole richiedeva una fonte di energia da applicare all'aeroplano che potesse fornire la spinta e la portanza necessarie senza appesantire il velivolo.

La tecnologia migliora

Poco più di 50 anni dopo, il francese Jean-Marie Le Bris realizzò il primo volo "a motore" con il suo aliante trainato da un cavallo lungo la spiaggia. In seguito, per tutta la seconda parte del XIX secolo, i progetti di alianti si fecero più complicati e questi nuovi modelli permettevano un maggiore controllo rispetto ai loro predecessori.

Uno degli aviatori più influenti dell'epoca fu il tedesco Otto Lilienthal, che portò a termine con successo più voli in aliante, oltre 2500, dalle colline intorno alla regione del Reno, in Germania. Lilienthal studiò gli uccelli ed esaminò il loro volo per determinarne l'aerodinamica. Fu un inventore prolifico che progettò molti modelli di aerei, tra cui i biplani (quelli con due ali, una sopra l'altra).l'altro) e i monoplani.

Tragicamente, però, Lilienthal morì prematuramente cinque anni dopo il suo primo volo: si ruppe l'osso del collo in un incidente con l'aliante, ma al momento della sua morte, nel 1896, il suo viaggio in aliante di 250 metri (820 piedi) era il più lungo viaggio in aereo fino a quel momento. Le immagini delle sue avventure incuriosirono il mondo e stuzzicarono l'appetito di scienziati e inventori per spingere ulteriormente i confini della tecnologia.volo.

Nello stesso periodo ci sono stati molti tentativi di volo a motore. Sebbene siano stati eseguiti alcuni "sollevamenti" molto brevi, gli aerei erano generalmente instabili per un volo prolungato.

Il "primo" volo

Orville e Wilbur Wright avevano seguito da vicino i progressi di Lilienthal e si erano prefissati di ottenere un volo "più pesante dell'aria" sostenuto. Avevano difficoltà a produrre un'imbarcazione che fosse sufficientemente leggera e potente per raggiungere il loro obiettivo, così si rivolsero agli ingegneri automobilistici francesi, ma i loro motori più leggeri erano ancora troppo pesanti. Per trovare una soluzione, i fratelli, che gestivano un'officina per la riparazione di biciclette, si rivolsero a un'azienda di catering.di Dayton, Ohio, decisero di costruire il proprio motore con l'aiuto dell'amico meccanico Charles Taylor.

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Il loro aereo, giustamente chiamato "Flyer", era un biplano in legno e tessuto lungo 12,3 metri (~40 piedi) e con una superficie alare di 47,4 metri quadrati (155 piedi quadrati). Era dotato di un sistema di cavi che consentiva al pilota di controllare l'altezza delle ali e della coda, il che permetteva di controllare sia l'elevazione che il movimento laterale dell'aereo.

Così, il 17 dicembre 1903, Orville Wright, che aveva "vinto" l'estrazione a sorte per diventare pilota, tentò una serie di voli, e il suo ultimo tentativo si risolse in un volo di successo della durata di 59 secondi e con una copertura di 260 metri.

I fratelli Wright continuarono a sviluppare il loro aereo e un anno dopo effettuarono il primo volo circolare di un aereo a motore. Seguirono ulteriori modifiche e nel 1905 il Flyer III era molto più affidabile delle sue due precedenti incarnazioni, offrendo prestazioni e manovrabilità affidabili.

Nasce una nuova industria

Una delle innovazioni più significative nella progettazione degli aerei è stata introdotta da Louis Blériot nel 1908. L'aereo Blériot VIII del francese aveva un'ala monoplana con una "configurazione a trattore", in cui le eliche dell'aereo sono situate davanti al motore anziché dietro, come era consuetudine in precedenza. Questa configurazione ha permesso all'aereo di esseretirato in aria invece di essere spinto, per una migliore sterzata.

Solo un anno dopo, Blériot entrò nella storia con il suo ultimo aereo, il Blériot XI, attraversando la Manica e intascando un premio di 1.000 sterline, offerto dal quotidiano inglese "The Daily Mail" alla prima persona che avesse compiuto l'impresa.

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A proposito di attraversamento di specchi d'acqua, nel settembre 1913 Roland Garros, anch'egli francese, volò dal Sud della Francia alla Tunisia, diventando così il primo aviatore ad attraversare il Mediterraneo.

Prima guerra mondiale 1914 - 1918

Quando nel 1914 l'Europa entrò in guerra, la natura esplorativa del volo aereo lasciò il posto al desiderio di trasformare gli aeroplani in macchine da guerra. All'epoca, la maggior parte degli aerei era costituita da biplani, utilizzati soprattutto per la ricognizione. Si trattava di un'impresa molto pericolosa, poiché il fuoco a terra spesso abbatteva questi aeroplani relativamente lenti.

Garros continuò a svolgere un ruolo nello sviluppo degli aerei, ma ora si concentrava sulla loro trasformazione in macchine da combattimento. Introdusse un rivestimento nelle eliche del Morane-Saulnier Type L, che forniva protezione quando si sparava con un cannone attraverso l'arco dell'elica. Garros divenne poi il primo pilota ad abbattere un aereo nemico utilizzando questa configurazione.

Nello stesso periodo, anche la compagnia di Anthony Fokker stava lavorando allo stesso tipo di tecnologia, inventando l'ingranaggio di sincronizzazione che consentiva uno scarico più affidabile delle munizioni e faceva pendere la superiorità aerea a favore dei tedeschi. Garros fu abbattuto sulla Germania nel 1915 e non riuscì a distruggere il suo aereo prima che cadesse nelle mani del nemico. I tedeschi, quindi, poterono studiare lae questo completava il lavoro di Fokker.

Gli aerei di Fokker diedero la supremazia aerea alla Germania e portarono a molte missioni di successo all'inizio della guerra, fino a quando la tecnologia degli alleati non si mise al passo, riprendendo il sopravvento.

Periodo interbellico

Negli anni tra le due guerre mondiali, la tecnologia degli aerei continuò a svilupparsi. L'introduzione dei motori radiali raffreddati ad aria, rispetto a quelli raffreddati ad acqua, significava che i motori erano più affidabili, più leggeri e con un rapporto potenza/peso più elevato, il che significava che potevano andare più veloci. Gli aerei monoplani erano ormai la norma.

Il primo volo transatlantico senza scalo fu realizzato nel 1927, quando Charles Lindbergh compì un viaggio di 33 ore da New York a Parigi con il suo monoplano, lo "Spirit of St Louis", mentre nel 1932 Amelia Earhart fu la prima donna a compiere questa impresa.

In questo periodo si lavorava sui motori a razzo. I razzi a propellente liquido erano molto più leggeri grazie alla densità del liquido e alla pressione richiesta. Il primo volo con equipaggio con un razzo a propellente liquido fu completato nel giugno 1939, pochi mesi prima dello scoppio della Seconda Guerra Mondiale.

Seconda guerra mondiale 1939-1945

La seconda guerra mondiale ha visto l'aeroplano protagonista delle operazioni militari. I progressi nella progettazione hanno fatto sì che ci fosse una vasta gamma di aerei specificamente adatti a portare a termine determinate operazioni, come ad esempio aereo da combattimento , bombardieri e aerei d'attacco , aerei strategici e da ricognizione fotografica , idrovolanti, aeromobili da trasporto e utility

I motori a reazione sono stati aggiunti tardivamente alla categoria dei velivoli da combattimento: la meccanica che li ha generati era in lavorazione da anni, ma il Messerschmitt Me 262, il primo jet, ha effettuato il suo primo volo nel 1944.

Il motore a reazione si differenzia dai motori a razzo in quanto aspira l'aria dall'esterno dell'aereo per il processo di combustione, invece di dover portare con sé una scorta di ossigeno per il lavoro. Questo significa che i motori a reazione hanno aperture di aspirazione e di scarico, mentre i motori a razzo hanno solo uno scarico.

Dopo la guerra

Nel 1947, il Bell X-1 con motore a razzo è stato il primo aereo a infrangere la barriera del suono. La barriera del suono è un punto in cui la resistenza aerodinamica aumenta improvvisamente. La velocità del suono è di 767 miglia orarie (a 20 gradi centigradi); questa velocità era stata raggiunta in picchiata da aerei con eliche, che però diventavano molto instabili. Le dimensioni del motore che sarebbe stato necessario per spingere questi aerei sono state molto ridotte.Gli aerei che hanno attraversato il boom sonico sarebbero stati poco pratici.

Questo portò a un cambiamento nel design, con nasi a forma di cono e bordi d'attacco affilati sulle ali. Anche la fusoliera fu mantenuta a una sezione minima.

Man mano che il mondo si riprendeva dalle devastazioni della guerra, gli aerei cominciarono ad essere utilizzati maggiormente per scopi commerciali. I primi aerei passeggeri, come il Boeing 377 e il Comet, avevano fusoliere pressurizzate e finestrini e offrivano ai passeggeri un comfort e un lusso relativo mai visti prima. Questi modelli non erano però del tutto perfezionati, e si stavano ancora imparando lezioni su aspetti come la fatica dei metalli. Tragicamente, moltidi queste lezioni sono state scoperte dopo fallimenti fatali.

Gli Stati Uniti sono leader nella produzione di aerei commerciali: i motori continuano ad aumentare le loro dimensioni e le fusoliere pressurizzate diventano più silenziose e confortevoli. Si fanno progressi anche nella navigazione e nelle caratteristiche di sicurezza generale dell'aereo.

Con il cambiamento della società nel mondo occidentale, le persone avevano più reddito disponibile e, con l'espansione dei servizi aerei, c'erano più opportunità di visitare paesi che in precedenza erano fuori portata sia dal punto di vista finanziario che logistico.

L'esplosione dei viaggi aerei e delle "vacanze" ha sostenuto molte attività emergenti, alcune legate all'espansione degli aeroporti, dei luoghi di villeggiatura (hotel e attrazioni) e dei prodotti legati ai viaggi, come molti dei marchi di valigie più popolari che vediamo oggi.

L'industria si espande

Negli anni '50 e '60, la tecnologia dei razzi continuò a migliorare e lo spazio fu conquistato con l'atterraggio dell'uomo sulla Luna nel luglio del 1969. Il Concorde, il primo aereo supersonico al mondo per il trasporto di passeggeri, fu presentato al mondo nel 1976. Poteva volare tra New York e Parigi in meno di quattro ore, ma alla fine fu interrotto per motivi di sicurezza.

Dal punto di vista commerciale, le cose cominciarono a diventare più grandi e migliori: aerei enormi, come il Boeing 747-8 e l'Airbus A380-800, significavano che gli aerei avevano una capacità di oltre 800 passeggeri.

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Dal punto di vista militare, è emerso il futuristico bombardiere stealth e i caccia a reazione hanno spinto i confini del possibile. L'F-22 Raptor è l'ultimo di una lunga serie di jet sempre più veloci, più manovrabili, più furtivi (incapaci di essere rilevati dai radar) e più intelligenti.

Nel 2018, il Virgin Galactic è diventato il primo aereo tradizionale a raggiungere i confini dello spazio, salendo a un'altitudine di 270.000 piedi, superando la soglia delle 50 miglia definita dal governo statunitense. Oggi esistono voli commerciali che portano i clienti paganti a circa 13,5 miglia nell'atmosfera, dando vita a una nuova industria: il turismo spaziale.

Conclusione

La storia dell'aeroplano è una storia di molti progressi tecnici miracolosi avvenuti in un periodo relativamente breve, grazie a uomini e donne coraggiosi e intellettualmente brillanti. La maggior parte di noi dà per scontata l'accessibilità che oggi abbiamo a destinazioni mondiali grazie a questi pionieri, ma non dobbiamo mai dimenticare quanto sia davvero straordinario che noi, come esseri umani, abbiamo trovato ilcapacità di volare.

Bibliografia

Scienza e civiltà in Cina: fisica e tecnologia fisica, ingegneria meccanica Volume 4 - Joseph Needham e Ling Wang 1965.

La prima mongolfiera: i momenti più belli del volo. Tim Sharpe

Gibbs-Smith, C.H. L'aviazione: un'indagine storica . Londra, NMSI, 2008. ISBN 1 900747 52 9.

//www.ctie.monash.edu.au/hargrave/cayley.html - I pionieri, l'aviazione e l'aeromodellismo

Enciclopedia della biografia mondiale - Otto Lilienthal

Il Wright Flyer - Parco storico nazionale del patrimonio aeronautico di Daytona, Memoriale nazionale dei fratelli Wright

Enciclopedia Britannica - Louis Blériot, aviatore francese. Tom D. Crouch

Il primo pilota di jet: la storia del pilota collaudatore tedesco Erich Warsitz - Londra Pen and Sword Books Ltd. 2009. Lutz Warsitz.

Storia del motore a reazione. Mary Bellis.

//www.greatachievements.org/?id=3728

NBC News - Il volo di prova della Virgin Galactic raggiunge per la prima volta i confini dello spazio. Dennis Romero, David Freeman e Minyvonne Burke. 13 dicembre 2018.

//www.telegraph.co.uk/news/2016/08/03/company-offering-flights-to-the-edge-of-space-for-nearly-14000/