DuckHawk
Titelstory

DuckHawk

von Georg Staub
6
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DuckHawk

von Georg Staub
6

Da decenni in Germania vengono sviluppati alianti molto performanti, prodotti in gran numero con struttura in materiali compositi. Ma anche in altri paesi menti ingegnose hanno progettato velivoli di livello almeno equivalente. Poiché sono rimasti pezzi unici o sono stati prodotti solo in pochi esemplari, hanno suscitato scarsa attenzione nel mondo del volo a vela. Uno di questi «modelli esotici» è il DuckHawk, nato in America. Due esemplari di questo «falco pellegrino» volano come modelli in Svizzera.


La società Windward Performance Ltd, con sede presso l'aeroporto municipale di Bend, nello Stato dell'Oregon, si dedica da anni alla progettazione e alla costruzione di alianti decisamente non convenzionali. Ha infatti contribuito in modo determinante alla realizzazione dell’aliante Perlan 2, dotato di una cabina pressurizzata per due piloti e che, nel volo a onda, ha già raggiunto un’altezza record di 23'000 metri sul livello del mare.

Un’altra realizzazione di grande interesse di questa azienda è l’aliante da competizione monoposto DuckHawk, che secondo i dati del costruttore è l’aliante più veloce del mondo. È costituito praticamente interamente da componenti in fibra di carbonio preimpregnata, che sono stati «cotti» in autoclave in stampi negativi ad alta pressione. Fino al 2016 sono stati costruiti solo quattro esemplari di questo aliante da 15 metri. La versione più potente, il DuckHawk VNX, pesa a vuoto solo 208 kg ed è progettata per una velocità massima di 416 km/h e accelerazioni di +11/-9 g. Il carrello retrattile e i flaperon continui, che fungono da alettoni e da flap di curvatura, sono azionati elettricamente. Il progettista Greg Cole voleva realizzare con il DuckHawk un aliante ad alta resistenza, adatto a voli di lunga distanza veloci nel volo a vela dinamico. Non è noto se questa tecnica di volo, con cui gli albatros percorrono lunghe distanze sopra il mare aperto senza un solo battito d’ali, sia mai stata messa in pratica con un DuckHawk. Di certo non può essere stato un volo a vela tranquillo, poiché il pilota, lungo una rotta ondulata, sarebbe stato sottoposto a ripetute accelerazioni da 3 a 3,5 g.

Appena un mese dopo il suo volo inaugurale, il prototipo del DuckHawk ha dimostrato le sue eccellenti caratteristiche di volo veloce in occasione degli Open Class Nationals americani nel giugno 2012, quando ha messo in scena una rimonta mozzafiato durante l’avvicinamento finale all’aeroporto di Minden. Mentre un biposto Arcus pilotato da Richard Walters affrontava a tutta velocità le ultime nove miglia, il DuckHawk, con il campione nazionale Chip Garner nella cabina di pilotaggio, era ancora indietro di un buon miglio. Un vantaggio rassicurante per l’Arcus, verrebbe da pensare. Ma poi Chip Garner ha portato i flap in posizione negativa, ha dato gas a fondo e ha compiuto l’incredibile. Proprio sulla soglia della pista, il DuckHawk raggiunse l’Arcus, sebbene entrambi i piloti avessero seguito la stessa traiettoria di planata e, di conseguenza, avessero incontrato condizioni di vento ascendente e discendente praticamente identiche. Per riuscire a raggiungere l’Arcus, il DuckHawk ha dovuto volare a una velocità superiore di 15-20 nodi, senza perdere più quota del suo avversario.



Amore a prima vista

Come squadra affiatata, Richi Oberholzer ed io abbiamo già ricostruito insieme diversi alianti che, per quanto ne sappiamo, fino ad allora non erano mai stati fatti volare in scala ridotta, tra cui il Diana 1, il Diana 2, l’SB 14 e il Jonker JS 1. Volare con questi modelli in scala 1:3,5 è sempre un grande divertimento, ma ogni volo comporta dei danni che non rendono giustizia al grande impegno profuso nella loro costruzione. Tuttavia, a un certo punto, è di nuovo giunto il momento di provare qualcosa di nuovo. Quando nell’autunno del 2014 ci siamo imbattuti nel DuckHawk, a noi fino ad allora sconosciuto, ce ne siamo subito innamorati. Questo falco americano dalla forma non convenzionale (o «falco delle anatre», come viene chiamato nel suo paese d’origine) sarebbe diventato il nostro prossimo progetto invernale. La sua cabina di pilotaggio è sorprendentemente voluminosa rispetto alla fusoliera posteriore, all’impennaggio e alle ali, motivo per cui anche un americano ben nutrito a base di Budweiser e hot dog vi trova comodamente posto. L’impennaggio a croce con il timone di profondità posizionato in alto, la deriva affusolata con forte freccia all’indietro, il profilo alare ellittico e l’assenza di winglet sono una serie di ulteriori caratteristiche che conferiscono al velivolo un aspetto accattivante e unico, con un elevato potenziale di riconoscibilità.



Il concetto

Nella progettazione del modello in scala 1:3,5 abbiamo potuto attingere in larga misura alla nostra esperienza. Poiché la pianta alare ellittica allungata è molto simile a quella della collaudatissima Diana 2, non erano previsti problemi aerodinamici o strutturali. La profondità dell’ala è stata leggermente aumentata per ottenere un carico alare ragionevole e migliorare le prestazioni del profilo alare. Le superfici del timone laterale e dell’impennaggio verticale, invece, hanno dovuto essere ingrandite di circa il dieci per cento, al fine di garantire una stabilità di volo sufficiente. Per la profilatura abbiamo fatto ricorso al nostro profilo alare GS1, che si era già ampiamente dimostrato efficace sul Diana 2 e su altri modelli. Poiché il nostro DuckHawk, come il suo modello di riferimento, doveva diventare un velivolo da competizione, abbiamo mantenuto lo spessore del profilo il più ridotto possibile. Con un 10% alla radice e una graduale diminuzione fino al 7% all’estremità dell’ala, si è ottenuta un’altezza del profilo che consente di realizzare un longherone principale con una ragionevole percentuale di carbonio e di installare tre servocomandi per le ali da 8 e 10mm all’interno del contorno del profilo. Per quanto riguarda i flap, non ci siamo attenuti all’originale. Abbiamo quindi rinunciato ai flap di disturbo sulla parte superiore e abbiamo suddiviso i flaperon in due flap per ala in un modello e in tre nell’altro.



Costruzione collaborativa e basata sulla divisione dei compiti

Ancora una volta, Richi ha realizzato in poco tempo un modello positivo dello scafo impeccabile. Ci voleva un grande senso delle forme, poiché avevamo a disposizione solo una piccola vista su tre lati e un paio di foto. Insieme abbiamo laminato lo stampo della fusoliera, come sempre un’impresa ardua. Ma alla fine ciò che conta è il risultato. Richi ha prodotto le fusoliere a tempo di record.

Io mi sono occupato della progettazione dei dettagli delle ali e delle superfici di controllo. Le ali sono state realizzate con la collaudata tecnica a sandwich, già descritta più volte (MFS 2/2010). Poiché la pianta ellittica doveva essere rispettata il più fedelmente possibile, il taglio delle anime in polistirolo si è rivelato un po’ più complesso del solito. Ogni ala è composta da nove trapezi. Di conseguenza, sono state necessarie 20 dime di taglio (una per la parte superiore e una per quella inferiore), che ho realizzato secondo la tradizione, in tecnica analogica, con il seghetto elettrico. Sotto il rivestimento in abachi da 0,6 mm è alloggiata una notevole quantità di fibre di carbonio. Un tessuto biassiale da 90 g/m², laminato con un angolo di +/-45°, avvolge la D-Box e tutte le alette alari. L’anima del longherone in Rohacell 51 è inserita in una calza intrecciata con spessori di parete variabili. Le centine principali, con 26 roving (24 K) alla radice dell’ala e un roving all’estremità, sono dimensionate in modo tale da resistere in modo sicuro alle sollecitazioni di flessione durante il volo, consentendo tuttavia anche una bella flessione. Le ali sono state rifinite con tessuto di vetro da 49 g/m², anch’esso applicato in diagonale, e un primer bicomponente a base di PU. Ancora una volta, Andi Schwerzmann ha applicato ai modelli una leggera verniciatura a spruzzo bicomponente eseguita con maestria, che in poche ore è stata lucidata a specchio. Pronta per il volo, un’ala pesa solo 928 grammi.



DuckHawk 1:3,5
Apertura alare:428 mm
Lunghezza della fusoliera:181 mm
Superficie alare/ surface alaire:69,1 dm²
Peso:5750 g
Carico alare:83 g/dm²
Profilo:GS 1 10% → 7%
Motore:Leomotion 3031-2400 con riduttore
Elica/ hélice:RF 17×10
Batteria/ accu:6S1P 3,7 Ah


Quella cosa vola, e come...

Già nel maggio 2015 il mio DuckHawk ha potuto effettuare il suo volo inaugurale. Il baricentro e l'EWD erano corretti fin dall'inizio. Mi sono sentito subito a mio agio con l'aereo. È in grado di padroneggiare l'intero repertorio di voli, da quelli lenti e docili come un agnello a quelli veloci come un falco, oltre a eseguire, unico tra i grandi alianti della mia collezione, una perfetta vite.

A quanto pare, le vivaci caratteristiche di volo del modello sono molto simili a quelle dell’originale. Ecco quindi una sintesi delle impressioni riportate dal pilota Daniel Sazhin dopo un lungo volo di distanza con il DuckHawk di oltre 400 km nei dintorni del Blairstone Airport, nel New Jersey: «L’aliante fa assolutamente tutto ciò che il pilota vuole. Non c’è alcuna lotta contro l’aereo. La manovrabilità a tutte le velocità è eccellente. L’aliante cattura bene le correnti termiche con i flap in posizione positiva e si lascia pilotare molto lentamente a 40 nodi (74 km/h). Se i flap vengono impostati in posizione negativa tramite l’interruttore montato sulla cloche, l’aereo accelera immediatamente a 160 nodi (circa 300 km/h), dopodiché schizza verso il cielo come un razzo.» Daniel Sazhin è rimasto sbalordito dal modo in cui il sistema di controllo elettrico computerizzato adattava costantemente e automaticamente la posizione dei flap alle condizioni di volo in modo ottimale. Ha concluso il suo resoconto con la seguente osservazione: «Pilotare il DuckHawk è stato un vero piacere e sarebbe per me un onore poterlo pilotare di nuovo.»



L'entusiasmo è contagioso

All’inizio di giugno 2015 ho inviato una breve e-mail a Windward Performance Ltd per raccontare della nostra riproduzione del DuckHawk, decantandone le ottime caratteristiche di volo e allegando alcune immagini. La risposta è arrivata lo stesso giorno. Erano entusiasti e hanno chiesto dettagli tecnici. È emerso che anche il capo progettista, Greg Cole, vola con i modellini. Era visibilmente deluso dal fatto di non poter acquistare un modellino del DuckHawk da noi. Ci ha segnalato il suo progetto in corso, l’aereo da turismo biposto GosHawk, dotato delle ali del DuckHawk e di un motore elettrico nella punta della fusoliera, che era in procinto di effettuare il primo volo. Greg Cole ci ha proposto di realizzare anche una riproduzione di questo velivolo. Mi sono sentito un po’ orgoglioso e un po’ imbarazzato, poiché in parte avevo già anticipato questo ulteriore sviluppo. Il mio DuckHawk, infatti, era dotato fin dall’inizio di una propulsione elettrica anteriore...



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