Green Energy – la rivoluzione silenziosa

Il primo raduno internazionale di volo elettrico – probabilmente a livello mondiale – si tenne a Pfäffikon nel 1973. Il volo elettrico ha rivoluzionato il mondo del modellismo aeronautico. Proprio come un tempo il volo a vela o la propulsione con motore a combustione interna, la propulsione elettrica è ormai diventata una pratica diffusa. Non c’è praticamente nessuna disciplina del modellismo aeronautico che non abbia adottato questo tipo di propulsione di facile utilizzo.

Molto prima che la propulsione elettrica iniziasse a prendere piede – o venisse addirittura reinventata – in molte categorie di gara, la costruzione e il volo di modelli elettrici erano limitati a una cerchia relativamente ristretta. Spesso non venivano presi sul serio. Ma sono state proprio queste persone ad aiutare i produttori a sviluppare la propulsione elettrica rendendola «accessibile al grande pubblico». Per questo motivo, il mondo delle competizioni F5 riveste una grande importanza. Alle competizioni erano infatti presenti con grande regolarità i produttori e gli sviluppatori di spicco; alcuni di loro partecipavano addirittura in prima persona alle gare. Fred Militky per Graupner, Fritz Geist, Heinz Keller, Werner Westphal, Hans Dieter Levin, e poco dopo anche Hans Hoyer per Robbe, Uwe Plettenberg, Lehner, Harald Konrath (Kontronik) e Rainer Hacker. Nel campo dei regolatori di velocità, Hansjakob Sommerauer e Matthias Schulze furono tra i primi grandi nomi. Con l’avvento dei motori brushless si aggiunsero poi altri produttori di regolatori.

non venivano prese sul serio. Ma sono state proprio queste persone ad aiutare i costruttori a sviluppare la trazione elettrica in modo che fosse «adatta al grande pubblico». Per questo motivo, il mondo delle competizioni F5 riveste una grande importanza. Alle competizioni erano presenti con grande regolarità anche i produttori e gli sviluppatori di spicco; alcuni di loro partecipavano addirittura in prima persona. Fred Militky per Graupner, Fritz Geist, Heinz Keller, Werner Westphal, Hans Dieter Levin, e poco dopo anche Hans Hoyer per Robbe, Uwe Plettenberg, Lehner, Harald Konrath (Kontronik) e Rainer Hacker. Nel campo dei regolatori di velocità, Hansjakob Sommerauer e Matthias Schulze furono tra i primi grandi nomi. Con l’avvento dei motori brushless si aggiunsero poi altri produttori di regolatori.

Traduzione: Thierry Ruef

Già in tempi piuttosto remoti furono compiuti tentativi, più o meno riusciti, di utilizzare il motore elettrico anche come propulsore per modelli di aerei. In Europa, ciò fu reso possibile in particolare dai motori ad indotto a campana del sistema del Dr. Fritz Faulhaber, caratterizzati da elevata efficienza, dimensioni ridotte e leggerezza. Già negli anni Cinquanta, Fred Militky, capo progettista presso Graupner, riuscì a far volare i suoi modelli sperimentali. All’inizio si trattava ancora di modelli a volo libero. Così, Graupner lanciò sul mercato già in una fase precoce il modello di successo di Militky, il SILENTIUS, sotto forma di kit di montaggio.

Ben presto seguirono i primi modelli di alianti elettrici radiocomandati: in occasione dei Campionati mondiali F3A del 1971 a Doylstown (USA), Fred Militky e Wolfgang Schwarze presentarono al pubblico sbalordito il modello di aliante elettrico radiocomandato “Silencer”. Il modello raggiunse immediatamente altezze sorprendenti. Ricordo ancora molto bene quanto mi abbia affascinato quella dimostrazione di volo silenziosa. A quel tempo, da noi, l’acrobazia aerea F3A veniva sempre più messa da parte a causa delle emissioni sonore. Già nell’inverno del ’71/’72 iniziai a costruire i primi modelli di alianti elettrici radiocomandati e a dotare il nostro aliante leggero CYGNUS di un motore ausiliario. Il motore proveniva dalla ditta AstroFlight (USA). Questi motori venivano esportati in Europa già da tempo insieme ai pacchi batteria GE. AstroFlight era coinvolta in diversi progetti di ricerca. I motori AstroFlight erano molto robusti e ben raffreddati. Quando nel 1972 furono immessi sul mercato i primi kit per modelli di alianti elettrici, ritenni che fosse giunto il momento di organizzare, nell’autunno del 1973 – esattamente 40 anni fa – un primo raduno di volo elettrico a Pfäffikon. Vi parteciparono quattro persone. L’E-1 di Hel-

Il modello di Mut Schenk (Multiplex) stupì per la sua straordinaria capacità di salita, mentre l’Hi-Fly inizialmente veniva considerato piuttosto un «modello da prato». Da allora il raduno si svolge regolarmente, con pochissime interruzioni. L’interesse e la curiosità nel mondo dell’aeromodellismo erano enormi. Ogni anno venivano utilizzati nuovi modelli, propulsori migliorati, interruttori, caricabatterie ecc. Già nel 1978, ad esempio, Roland Stuck e Helmut Schenk ci presentarono i loro modelli solari. Anche il continuo miglioramento delle batterie NiCad, così come le conoscenze più approfondite su come gestire queste celle, hanno dato un contributo fondamentale.

I nuovi e potenti magneti a base di terre rare hanno letteralmente dato nuove ali allo sviluppo dell’aviazione elettrica. La prima di queste nuove e potenti generazioni di motori fu lanciata sul mercato alla fine degli anni Settanta da Heinz Keller, laureato in fisica. Grazie a essi, oltre ai modelli di alianti leggeri, sempre più grandi alianti, velivoli da acrobazia e modelli in scala passarono alla propulsione elettrica. Nel 1979, l’apparizione di Heinz Keller ci colse come un colpo di tamburo. Il pilota Heinz Elsässer pilotò impeccabilmente il suo modello da acrobazia, equipaggiato con un motore Keller, eseguendo un programma di figure di tutto rispetto con decollo da terra da un normale prato.

Le motorizzazioni sempre più potenti – sia per ragioni competitive sia a causa dell’elettrificazione di veicoli più grandi e pesanti – non erano solo motivo di gioia. In breve tempo, infatti, gli scafi e i vani motore cominciarono a macchiarsi di polvere nera proveniente dal carbone. Come è noto, la presenza di polvere di carbone e di metallo nei dispositivi elettronici, quali regolatori e ricevitori, è tutt’altro che benefica. Il principio della commutazione elettronica dei motori elettrici era già piuttosto datato all’epoca. Tuttavia, i primi motori elettrici brushless adatti al modellismo aeronautico, così come i relativi regolatori, furono impiegati con grande successo dalla squadra statunitense ai Campionati mondiali di volo elettrico del 1994, aggiudicandosi subito il titolo e il secondo posto a squadre. Il produttore era l’azienda statunitense Aveox. Ci vollero alcuni anni prima che gli europei seguissero l’esempio con sviluppi propri. Solo verso la fine degli anni Novanta, principalmente Plettenberg, Lehner, Kontronik e Hacker – tutti in Germania – e il californiano Steve Neu iniziarono a produrre con grande successo i propri motori brushless. Verso la fine degli anni Novanta, i fratelli Köhler immisero sul mercato i primi motori a rotore esterno. Il vantaggio di questo concetto risiede nella maggiore coppia, che consente l’utilizzo di eliche più grandi. Il motore a rotore esterno ha raggiunto grande popolarità dopo il 2000 grazie ai motori autocostruiti LRK.

Va sottolineato ancora una volta ed espressamente che l’aviazione elettrica presentava già un livello tecnico molto elevato prima della diffusione su larga scala delle batterie LiPo. L’opinione secondo cui la propulsione elettrica avrebbe preso slancio solo grazie a queste batterie è sicuramente errata! La nostra rivista MFS già nel 1996 – tra l’altro, come unica testata – aveva segnalato in un articolo approfondito lo sviluppo di questa nuova generazione di batterie. Già nel 1977 era stato scoperto che, in determinate condizioni, un’intera serie di materiali plastici normalmente isolanti può trasformarsi in conduttori metallici. Le prime celle al litio con elettrolita polimerico sarebbero state sviluppate da scienziati del CNRS in Francia in collaborazione con

sarebbe stato sviluppato in collaborazione con un laboratorio di ricerca del Quebec. Si è parlato e si parla ancora molto delle batterie LiPo. A differenza delle celle NiMH, richiedono maggiore attenzione, soprattutto durante la ricarica. Il rapporto peso/potenza nettamente migliore di queste celle ha portato la propulsione elettrica a affermarsi in tempi relativamente brevi – oltre che nelle esistenti classi di volo elettrico F5 – anche nelle altre classi agonistiche FAI, quali l’acrobazia F3A, gli elicotteri F3C, lo Scale e infine il volo vincolato F2, il che alimenta ripetutamente opinioni altamente incompetenti secondo cui le classi di volo elettrico avrebbero fatto il loro tempo. Alle

Ai Campionati mondiali F3A del 2003 in Polonia, l’americano Jason Shulman si è classificato al 7° posto con un modello a propulsione elettrica – c’erano già stati in precedenza tentativi piuttosto fallimentari – e solo un anno dopo, nel 2004, il liechtensteinese Roland Matt ha conquistato al primo tentativo il titolo di campione ai Campionati europei F3A in Portogallo con un modello Hacker a motore.

L'attuale progetto Solar Impulse di Bertrand Piccard ha risvegliato l'entusiasmo per questo interessante e ecologico tipo di propulsione anche nel mondo dell'aeromodellismo. Secondo la sottocommissione CIAM F5, la classe di gara FAI per il volo solare (F5E) dovrebbe essere aggiornata e promossa. I veri pionieri del volo solare – ovviamente con mezzi molto più semplici – furono gli appassionati di aeromodellismo e diversi istituti universitari. Già nel 1975 il modello Sunrise I, alimentato da energia fotovoltaica – progetto di R. J. Boucher di AstroFlight – volò in California per 20 minuti e, solo un anno dopo, con il Sunrise II, per un tempo notevolmente più lungo. Helmut Bruss va senza dubbio considerato il più grande pioniere europeo dell’aeronautica solare con modelli in scala. Senza essere a conoscenza dei successi ottenuti oltreoceano, anche Bruss – ancora oggi noto come autore specializzato – già nel 1975 costruì e fece volare i primi modelli a energia solare. Non solo ha introdotto l’intera tecnologia del volo solare nella sua scuola, ma anche la nostra rivista e i nostri simposi hanno potuto beneficiare della sua grande esperienza. Il primo modello solare realmente in grado di volare, il «Solaris», fu pilotato da Fred Militky nel 1976. Il volo durò poco meno di tre minuti. Oggi l’ex ingegnere della Dornier, il dott. Wolfgang Schäper, detentore di diversi record mondiali di volo solare, va sicuramente annoverato tra gli esperti di aeromodellismo solare più esperti e di maggior successo.

Il primo volo solare con equipaggio di vero successo fu realizzato dal dottor Paul B. McCready con il Solar Challenger nel 1981. L'aereo volò da Parigi a Londra in cinque ore e mezza – e senza alcuna batteria di accumulo! Dal 1989 al 1990, Eric Raymond compì con il suo Sunseeker ben 21 voli sopra gli Stati Uniti, rimanendo in volo per un totale di 120 ore. Si potrebbero citare diversi altri progetti di volo solare con equipaggio, più o meno riusciti, realizzati molto prima di Piccard. Tuttavia, nessuno di questi progetti ha raggiunto il grado di popolarità di Solar Impulse.

La trazione elettrica continuerà a essere apprezzata da un vasto pubblico in quasi tutti i settori grazie alla sua semplicità d’uso e alla manutenzione praticamente inesistente. Questo fatto porta talvolta a superare il confine tra giocattolo e rifiuto speciale, calpestando ogni concetto di sostenibilità. Oltre a questi fenomeni del momento, ci attendono alcuni sviluppi particolarmente interessanti, soprattutto nel settore dell’elettronica e delle batterie ricaricabili. Le batterie ricaricabili continueranno a migliorare non solo in termini di densità energetica, ma anche di sicurezza. Anche nel campo della tecnologia di ricarica sembrano esserci dei progressi. La maggior parte di noi rimane un utente soddisfatto e vorrebbe solo collegare la batteria e... via, via, via!