Volare con la forza dei muscoli

Età: 53 anni, dottore in aeronautica.
Presidente di AeroVironment, Inc., un’azienda specializzata in ricerca, servizi e prodotti nel settore dell’ambiente e dell’energia.

Pilota: volo a vela, piccoli velivoli monomotore e multimotore, licenza di volo a vista, deltaplano, velivoli a propulsione muscolare. Vola per lavoro, per divertimento e nelle competizioni. Da qualche tempo la mancanza di tempo gli impedisce di volare.

Campione del mondo di volo a vela nel 1956.

Inventore del «MacCready Speedring», strumento per il volo a vela che consente di determinare la

nelle zone di corrente discendente.

Era presente a metà degli anni Sessanta quando Richard Miller, un giornalista, effettuò i primi voli con il suo «Bambus Schmetterling» (Farfalla di bambù).

Nel 1974 mise il suo computer a disposizione di Taras Kiceniuk, uno studente delle scuole medie, per sviluppare il profilo dell’Icarus V.

Ha tre figli: Parker (19), Tyler (17) e Marshall (11). Parker e Tyler praticano il volo in aliante da sette anni.

Recentemente ha proposto un programma di prove in galleria del vento per lo studio delle caratteristiche di stabilità di diversi alianti di tipo Rogallo. Il programma sarà realizzato nel corso di quest’anno presso l’Università di Stanford a San Francisco. La NASA lo finanzia e mette a disposizione le proprie strutture. Paul MacCready è membro del comitato consultivo.

Nel luglio 1976 decise di cimentarsi con il Premio Kremer. La sua idea era quella di triplicare l’apertura
alare di un aliante e mantenerne invariato il peso. Un anno dopo, il 23 agosto 1977, vinse il premio di 50.000 sterline con un velivolo, il «Gossamer Condor», che rappresentava una versione leggermente migliorata dell’idea originale.

Attualmente sta lavorando a una versione ulteriormente migliorata, il «Gossamer Albatross», per aggiudicarsi un nuovo Premio Kremer, dal montepremi ancora più elevato, per la traversata della Manica.

Il tentativo è previsto per la primavera. Il responsabile del progetto è Stirling Stoll, uno dei
migliori piloti di deltaplano al mondo e collaboratore della Seagull Aircraft.

Autore di diversi articoli su turbolenza e sicurezza, aerodinamica e prestazioni aerodinamiche degli uccelli, pubblicati nel 1976/77 su «Hang Gliding».

D: Quali sono i miglioramenti più importanti dell’Albatross rispetto al Condor?

R: Le proporzioni sono le stesse, così come il sistema di comando, perché abbiamo constatato che funziona bene. La lunghezza del profilo alare è ridotta di un terzo e l’intera struttura presenta una migliore aerodinamica. Le ali e lo stabilizzatore sono realizzati con maggiore cura, più simili a quelli di un aliante, senza quelle pieghe e quelle grinze. L’intera struttura è migliore, più leggera e più resistente. Di conseguenza, l’Albatross si pilota con meno sforzo.

D: Nonostante la superficie alare ridotta?

R: Poiché costruiamo l’ala in modo migliore, essa funziona anche meglio e produce coefficienti di portanza più elevati. L’efficienza dell’ala precedente non era molto buona, perché era stata costruita in modo un po’ approssimativo.

D: Perché l’ala è frettata?

R: Il motivo principale era la posizione del baricentro. Se non avessimo la freccia, vista la struttura progettata con il longherone verticale che passa attraverso il punto di collegamento dei montanti, il baricentro sarebbe troppo arretrato. Il modo più semplice per regolare il baricentro era dare alle ali una forma a freccia. La curvatura forse contribuisce anche alla stabilità. Non abbiamo verificato se comporti vantaggi aerodinamici.

D: Vorrebbe dirci qualcosa sul profilo alare? Non sarebbe un buon profilo per un aliante?

R: Il profilo sembra funzionare bene. Lo utilizziamo per l’ala, lo stabilizzatore e l’elica, che operano tutti all’incirca allo stesso numero di Reynolds. Non l’abbiamo mai testato a fondo. È stato progettato dal mio collaboratore, il dottor Lissaman, e quando l’abbiamo installato ne siamo rimasti soddisfatti. In precedenza avevamo provato una serie di altri profili, che però non erano altrettanto validi.
Non saprei dire se sia adatto per un aliante. Probabilmente andrebbe abbastanza bene, ma non posso garantirlo. È possibile progettare un profilo al fine di soddisfare applicazioni ben precise. Se qualcuno vuole costruire un aliante, deve innanzitutto riflettere sulle caratteristiche che il suo velivolo dovrà avere. Solo allora potrà sviluppare un profilo che soddisfi al meglio le sue esigenze.

D: Ha calcolato il suo profilo in modo da ottenere il rapporto portanza/resistenza più elevato possibile alla velocità operativa desiderata?

R: I metodi di sviluppo non sono così sofisticati. Abbiamo puntato a un elevato coefficiente di portanza prima dello stallo, oltre che a un momento di instabilità il più basso possibile, a bassi valori di resistenza su un ampio intervallo di angoli di attacco e all’insensibilità alle imprecisioni di costruzione.

D: Avete intenzione di pubblicare il vostro profilo alare?

R: Lo stiamo già facendo. Vendiamo il progetto del Gossamer Condor a 75 dollari: 60 pagine, testo e immagini, e 12 disegni, compreso il profilo. A chi è interessato solo al profilo, lo forniamo anche separatamente, con
disegno e coordinate (
rivolgersi a: AeroVironment, Inc. – 145 Vista Avenue – Pasadena, Ca. 91107).

D: Ha un interesse professionale per gli aerei a propulsione muscolare, o si tratta di un passatempo?

R: Ho trovato il premio di 50.000 sterline molto allettante. Dava l’impressione che si potesse vincere senza grandi sforzi e che si potesse ottenere un bel guadagno. Con il passare del tempo, il progetto ha suscitato in noi un interesse sempre maggiore, mentre diventava sempre più chiaro che l’impegno richiesto era maggiore del previsto e che, dal punto di vista finanziario, non ne sarebbe derivato granché. A quel punto, però, il progetto era già diventato un hobby affascinante.

D: Qual è, secondo lei, l’importanza dei suoi velivoli a propulsione muscolare dal punto di vista della
tecnologia aeronautica in generale?

R: Immagino che in futuro, nel campo degli aerei ultraleggeri, si presterà maggiore attenzione agli aspetti aerodinamici. Gli alianti, con o senza motore, possono sicuramente essere migliorati in modo significativo. Non credo tuttavia che alcuna caratteristica costruttiva dei nostri velivoli sia trasferibile ai futuri velivoli di uso comune. L’unica vera novità nel nostro caso è la combinazione dello stabilizzatore inclinabile e dell’ala flessibile. Ma in fondo gli uccelli lo fanno già da 100 milioni di anni. Il sistema non è poi così nuovo. Inoltre, probabilmente non è adatto nemmeno agli aerei di linea. Insomma, non credo che siamo in procinto di dare un contributo all’aviazione convenzionale.

D: In qualche modo i suoi velivoli sono legati ai Rogallo. In che senso, esattamente?

R: Se all’epoca non mi fossi interessato così tanto ai delta, il Gossamer Condor non sarebbe mai stato realizzato. Allora trascorrevo molti fine settimana con i miei figli e insieme costruivamo dei Rogallo. In questo modo ho acquisito conoscenze sulla costruzione dei Rogallo, che, tra l’altro, mi hanno colpito per la loro semplicità. Così i deltaplani hanno poi contribuito con alcuni concetti di sviluppo al Condor. Per la precisione, il Condor è stato il risultato di studi matematici che avevo condotto per confrontare aquiloni a delta, uccelli e alianti in termini di velocità di volo e di energia necessaria per mantenere uno stato di volo stazionario.

D: Quindi gli alianti Rogallo hanno rappresentato per lei una fonte di ispirazione?

R: Sì. Sono stati uno dei fattori. Non l’unico. Ce n’erano anche altri.

D: Trovo comunque degno di nota che uno specialista eminente come lei si lasci influenzare da un ambiente in cui si danno da fare soprattutto dilettanti senza alcuna competenza né esperienza. L’atteggiamento tipico
di specialisti meno eminenti nei confronti di questi sforzi era lo scetticismo, se non addirittura l’ostilità.

A: Beh, anch’io sono un dilettante quando si tratta di costruire un aereo. Sebbene abbia un dottorato in aeronautica, non mi sono mai occupato di aviazione a livello professionale, ma solo come hobby. E questo, per di più, si è limitato al pilotaggio di aerei. Nel campo della costruzione aeronautica sono un principiante. Tuttavia, forse proprio questo è stato un fattore importante nello sviluppo del Gossamer Condor. Se avessi avuto più esperienza, le mie idee avrebbero seguito linee più convenzionali, come quelle degli altri concorrenti al Premio Kremer prima di me. Il fatto di non avere esperienza mi ha costretto a ripensare a fondo l’intera questione, a definire un punto di partenza corretto e poi, man mano che un elemento dopo l’altro prendeva forma, a fare sempre ciò che sembrava più semplice, senza preoccuparmi di come altri avessero fatto prima di me.

D: Un’idea degna di nota. La mancanza di esperienza come vantaggio nella ricerca.

A: Sì, può avere proprio questo effetto.

F: Ritiene che gli alianti moderni di tipo Rogallo abbiano un significato scientifico?

A: Mi ha sorpreso, proprio come ha sorpreso molte altre persone del mondo dell’aviazione, che questo tipo di velivolo abbia raggiunto un livello così notevole di prestazioni e manovrabilità. Non avrei mai creduto che avrebbe funzionato così bene come fa oggi. E il motivo sta nel fatto che tantissime persone geniali e laboriose si sono dedicate al suo sviluppo, compiendo un enorme lavoro di ricerca e sviluppo, per così dire in modo faticoso, attraverso il «tagliare e provare». Credo tuttavia che l’ala Rogallo si trovi, in un certo senso, in un vicolo cieco. Non è più possibile svilupparla molto oltre. Prevedo che negli prossimi cinque anni gli impulsi più entusiasmanti proverranno dal campo del controllo aerodinamico, non solo per i velivoli rigidi, ma anche per quelli flessibili. Avremo sistemi di controllo positivi su tre assi. Molti appassionati del delta sono emotivamente contrari. Preferiscono la libertà e la semplicità dei velivoli attuali, che trasmettono loro la sensazione di un contatto diretto con l’aria. Ma se solo avessero l’occasione, una volta, di volare su un velivolo con comando positivo su tre assi, con caratteristiche di volo a bassa velocità ugualmente buone o migliori, e seduti al suo interno anziché appesi sotto di esso, scoprirebbero ben presto di sentirsi altrettanto in sintonia con l’aria, se non addirittura di più. Ricordo un aliante con cabina aperta, in grado di volare lentamente, a 45 km/h. Quell’aliante era emozionante proprio come un’ala delta. Mi sentivo in sintonia con l’aria quanto più possibile.

D: Secondo lei, la scarsa stabilità è una caratteristica intrinseca dei Rogallo?

R: No. Il problema si può sicuramente risolvere. Non sono però sicuro che si possa risolvere in modo semplice. Ogni volta che ci si imbatte in un problema, bisogna trovare una soluzione che, nella maggior parte dei casi, comporta una maggiore complessità, cosicché alla fine si ottiene qualcosa che funziona perfettamente, ma è talmente complicato da aver perso il suo fascino originario.

D: Allora forse l’aliante Rogallo scomparirà col tempo?

R: È difficile da prevedere. È proprio complicato rendere un’ala flessibile altrettanto performante di una rigida. La forma esatta dei primi 20 cm del profilo, misurati a partire dal bordo d’attacco, è estremamente importante per ottenere un rapporto portanza/resistenza favorevole. Ora, il tubo alare circolare di un Rogallo non è proprio un bordo d’attacco ben sagomato. Bisognerebbe quindi migliorare questo profilo per ottenere una forma più vantaggiosa. A quel punto si dovrebbero prevedere più stecche. Questo è certamente possibile. Ma dubito che sia saggio cercare a tutti i costi di rendere rigido un Rogallo, che in tal modo diventerebbe molto più complicato. Sarebbe molto più logico scegliere come punto di partenza una struttura che soddisfi al meglio i requisiti dal punto di vista aerodinamico ed elastico.

D: Parlando con alcuni specialisti americani di alianti, ho constatato che questi non valutano più i propri velivoli solo in base alle prestazioni aerodinamiche, ma in base alle «prestazioni effettive». Per «prestazioni effettive» intendono la capacità di un aliante di rimanere in quota. La maggior parte dei voli con questi velivoli avviene in condizioni in cui una buona manovrabilità e una rapida risposta ai comandi incidono in modo più determinante sulla durata del volo rispetto a una velocità di discesa leggermente migliore. Gli sforzi degli ultimi due anni hanno quindi mirato a migliorare la manovrabilità, e sono stati ottenuti risultati notevoli, spesso a scapito, seppur in misura minima, delle prestazioni aerodinamiche. Non crede che ci si trascurino fattori importanti quando ci si concentra esclusivamente sulle prestazioni aerodinamiche?

A: Sono d’accordo. Ma con queste ali flessibili è proprio così – e ciò che lei dice lo conferma – che la manovrabilità va a discapito delle prestazioni. In realtà si tratta di un compromesso perpetuo. Si cerca di ottenere il massimo delle prestazioni pur mantenendo una manovrabilità e una stabilità accettabili. Il risultato è che bisogna sempre muoversi vicino al limite di pericolo. Con un’ala rigida è possibile aumentare notevolmente le prestazioni, mantenendo una manovrabilità perfetta. Questo ci riporta alla filosofia secondo cui è bene avere un’ala che svolga il compito di un’ala, una coda che svolga il compito di una coda e una fusoliera che svolga il compito di una fusoliera. Se si inizia a mescolare le funzioni, non c’è da stupirsi se le prestazioni calano. Si guadagna in semplicità, ma i risultati sono meno buoni.

D: Quale ritiene che sarà l’influenza del volo in aliante sull’aviazione?

R: Guardo con entusiasmo al futuro del volo ultraleggero. Prevedo lo sviluppo di un settore enorme, che produrrà velivoli sicuri, economici e divertenti. Si tratta di un campo molto promettente, che nei prossimi cinque anni potrebbe benissimo superare in termini numerici l’attuale aviazione privata. Al momento non disponiamo ancora di velivoli utilizzabili. Ritengo che una più stretta collaborazione tra brillanti aerodinamici e innovatori del volo a vela potrebbe portare alla creazione di velivoli ultraleggeri utilizzabili.

D: Vede un futuro per gli alianti a motore?

R: Sì, ma non con questi motori pesanti. Al momento gli alianti sono ancora troppo poco potenti e anche troppo pesanti, per cui hanno bisogno di un motore di grandi dimensioni che ne aumenta ulteriormente il peso e provoca un rumore e delle vibrazioni enormi. Bisognerebbe innanzitutto sviluppare un aliante con migliori prestazioni aerodinamiche e un peso ancora minore. A quel punto basterebbe un motore più piccolo e il tutto non sarebbe più pesante degli attuali modelli senza motore.

D: Gli ultraleggeri diventeranno ancora più leggeri?

R: Sì. Più leggeri e con meno potenza. È possibile sviluppare un aliante con una velocità di discesa di 50 cm/sec. In tal caso, basterebbe un motore molto piccolo per la salita.

D: A quali pesi sta pensando?

R: Circa 20 kg. Forse anche meno, compreso il motore e tutto il resto.

D: Ho sentito dire che lei partecipa a un programma di ricerca dell’Università di Stanford.

R: Ho contribuito a promuoverlo e faccio parte del comitato consultivo.

D: Qual è l'obiettivo del programma?

R: Una migliore comprensione delle condizioni di stabilità e del controllo degli alianti.

D: Vuole suscitare l'interesse degli aerodinamici professionisti e accademici per questo argomento?

Quando, il 23 agosto 1977, all’aeroporto di Shafter in California, Bryan Allen, a bordo del «Gossamer Condor», un velivolo progettato dal famoso pilota di aliante Paul MacCready, aveva soddisfatto i requisiti per l’assegnazione del Premio Kremer, la storia del volo a propulsione muscolare era entrata in una nuova fase. Il premio era stato indetto già da diciotto anni. Nel frattempo era stato aumentato a 50.000 sterline e richiedeva un decollo senza alcun aiuto esterno, un volo a tre metri di altezza seguendo un percorso a forma di otto.

L’aereo decollò alle 19:30 e atterrò 7 minuti e 27,5 secondi dopo. Il volo era durato 6 minuti e 22,5 secondi, durante i quali si era volato lungo il percorso ufficiale, un otto formato da due piloni distanti 800 m ( $rac{1}{2}$ miglio) distanti tra loro, a un’altezza di 3,0 m (10 ft) sia all’inizio che alla fine del percorso. La velocità di volo era compresa tra 16 e 18 km/h. La distanza totale percorsa dal decollo all’atterraggio è stata di 2,17 km, di cui 1,85 km corrispondenti al percorso richiesto.

Il 30 settembre Paul MacCready si è aggiudicato il premio.

A: Esatto. Quando, all’inizio degli anni Settanta, nacque il volo con gli alianti sospesi, c’era molta gente, soprattutto tra i piloti di aliante, che nutriva solo disprezzo per gli aquiloni Rogallo. Ci è voluto un po’ di tempo prima che questo tipo di velivolo acquisisse una rispettabilità tale da suscitare l’interesse dei professionisti. Ora il campo è aperto, dove le conoscenze dell’aviazione tradizionale possono unirsi alla creatività e alla vitalità degli ambienti del volo a vela.

Ogni volta che nasce qualcosa di nuovo, ci sono persone che si oppongono. Il pioniere deve semplicemente ignorare queste influenze negative. D’altra parte, deve cercare di trarre vantaggio dalle conoscenze esistenti.

D: Ritiene che la FAA (Amministrazione Federale dell’Aviazione) stia agendo correttamente?

R: Sì.

D: Quindi ritiene giusto che non si occupi degli alianti a vela?

*Bill Watson tiene in mano una sezione dell'ala non carenata. Questa è costituita da tubi in grafite realizzati a mano e da centine in schiuma di vetroresina con rinforzo diagonale. I fili visibili sono in kevlar.*

A: Non cerca di aiutare né di promuovere. Ma segue gli sviluppi e, per il resto, concede agli sforzi un margine di libertà d’azione equo e ragionevole.

Naturalmente non posso sapere come andranno le cose in futuro. Ma sono fiducioso che la logica continuerà a prevalere. Quando arriveranno alianti migliori e ce ne saranno diverse centinaia di migliaia in servizio, la FAA dovrà inevitabilmente occuparsene. Attualmente negli Stati Uniti ci sono forse 30.000 alianti. Effettuano solo voli brevi e non molto frequenti. Pertanto, il loro «coefficiente di utilizzo» dello spazio aereo è minimo. La situazione cambierà naturalmente quando il loro numero si moltiplicherà e, grazie ai gruppi motopropulsori, verranno utilizzati più spesso e per periodi più lunghi.

D: Chi finanzia il programma di Stanford?

R: La NASA.

D: Quindi il governo?

R: Sì. Ultimamente la NASA sta aiutando sempre di più l’aviazione privata. In precedenza si era occupata maggiormente della grande industria e dell’aviazione militare.

D: Vorrebbe dare un consiglio ai piloti di aliante?

R: Più gli ambienti del volo a vela collaborano con l’aviazione tradizionale, meglio è. Lo sport del volo a vela deve ancora maturare un po’. Si leggono ancora articoli nelle riviste di volo a vela che idealizzano in modo ingenuo e romantico i pericoli di questo sport e propongono come modello il «tipo tosto» emotivamente immaturo. Certo: volare è divertente, volare in modo pericoloso no. Questa consapevolezza sta prendendo sempre più piede in questo Paese. Piloti e produttori agiscono sempre più secondo il motto che la sicurezza ha la precedenza sulle prestazioni. Purtroppo, questo processo di apprendimento è costato la vita o la salute a così tante persone

è costato. D’altra parte, il programma di verifica dei modelli dell’HGMA è un ottimo esempio di sviluppo intelligente, che dimostra come la comunità degli appassionati di alianti sia in grado di autoregolamentarsi nell’interesse della propria sicurezza.

*Ce l’ha fatta!
**Il 12 giugno 1979 Allen ha «pedalato» con il Gossamer Albatros fino a Calais in 2 ore e 40 minuti, aggiudicandosi così, per sé e per il team MacCready, il Premio Kremer (360'000 franchi).*
*Questo testo, che ritengo davvero degno di nota, è stato pubblicato dall’MFS grazie alla mediazione della Federazione Svizzera di Volo a Vela (SHV). Un sentito ringraziamento al signor Pfändler, presidente della SHV! Desidero inoltre ringraziare la redazione dell’Aero Revue per aver restituito all’autore questa intervista senza averla pubblicata. Red.*