Il primo volo dell’uomo

A volte, nella scienza, la creatività e la perseveranza dei singoli possono più del denaro o della forza di un esercito organizzato.

La storia di oggi è quella dell’invenzione più spettacolare, quella più a lungo desiderata sin dai tempi di Leonardo da Vinci: il volo.

Siamo ai primi del Novecento; i migliori scienziati ed inventori del mondo competono per inventare l’aeroplano. Volare con mongolfiere e dirigibili non è vero volo, lenti e in balia delle correnti. Tutti sognano di volare liberi come gli uccelli, con macchine più pesanti dell’aria, capaci di viaggiare veloci dove si vuole. Leonardo aveva già provato a risolvere il problema nel Quindicesimo secolo, ma allora non c’erano né i materiali né i motori adatti. Adesso, gli scienziati di mezzo mondo sentono che il sogno è realizzabile.

La difficoltà dell’inventare un aeroplano è che è ogni test è pericoloso, e costa. La parte iniziale, il decollo, è anche quella più difficile, e un minimo errore causa la distruzione del prototipo e, spesso del pilota.

Nel 1896 muore il famoso pilota tedesco Otto Lilienthal, precipitando col suo aliante; nel 1899 muore allo stesso modo Percy Pilcher, pilota britannico.

Wilbur e Orville Wright, due anonimi fratelli di Dayton, Ohio, leggono di queste tragedie e, invece di spaventarsi, si appassionano alla sfida. Nessuno dei due fratelli ha studiato al college; Wilbur era destinato all’università di Yale, ma dopo un incidente di hockey abbandona gli studi, entra in depressione e si rintana per anni in casa (oggi lo chiameremmo un ragazzo “drop-out”).

Ne esce solo grazie alla spinta dell’altro fratello, Orville, che lo convince a entrare in affari. Diventano fabbricanti di biciclette, un mercato in pieno boom a fine Ottocento. Nel tempo libero, i fratelli condividono la stessa passione. Leggono tutto quello che trovano sulla scienza aerodinamica, e cominciano a costruire alianti ed aquiloni. Hanno capacità tecniche, hanno l’attrezzatura ma, soprattutto, hanno un approccio al problema più originale della concorrenza.

Wilbur e Orville notano che gli altri inventori si concentrano sulla costruzione delle ali e dei motori, ma sottovalutano il problema di come pilotare il futuro aeroplano.

Tutti danno per scontato che l’ aeroplano si piloterà tramite un timone verticale, come una nave, e che bisogna farlo molto stabile ma difficile da far virare. I fratelli Wright vedono l’aeroplano come una bicicletta, che è intrinsecamente instabile, ma proprio per questo molto facile da guidare.

Come Leonardo, studiano gli uccelli. Gli uccelli non virano con un timone verticale, ma inclinando in direzioni opposte le ali. Copiano il meccanismo, progettando delle ali di legno e tela che si possono deformare tramite cavi (“wing warping”).

Affrontano le enormi difficoltà tecniche a piccoli passi, costruendo prima piccoli aquiloni, poi alianti senza pilota, poi finalmente alianti senza motore ma con un pilota a bordo.

Per i test scelgono la località di Kitty Hawk, sull’oceano Atlantico. È lontana 1000 Km da casa ma perfetta, con ampi spazi, morbide dune di sabbia per attutire le cadute e forti venti costanti. Nel 1900 fanno i primi test con un aliante di 5 metri di apertura alare, del peso di 24 Kg, che si solleva in aria a malapena. Sono anni di continui tentativi e sconfitte, incidenti e riparazioni, progressi minimi e incerti.

La concorrenza ha più soldi, più esperienza, più manodopera dei fratelli Wright.

Il gruppo di ricerca più forte è quello creato da Samuel Langley, il prestigioso direttore della Smithsonian Institution, che nel 1896 è riuscito a far volare un aliante per circa un miglio; a noi sembra poco, ma basta per convincere la Marina americana a finanziare il suo progetto con circa 50000 dollari (circa un milione e mezzo di dollari oggi!). Langley crea una squadra di ingegneri brillanti, e chiama pomposamente il suo modello di aereo Aerodrome, dal greco “il corridore dell’aria”. Lancia i suoi prototipi tramite una catapulta sul fiume; l’acqua ha il vantaggio di attutire le frequenti cadute ma spesso i piloti, dopo essere sopravvissuti all’impatto, rischiano di affogare. I prototipi di Langley sono praticamente usa e getta ma, viste le risorse a disposizione di Langley, questo non è un problema.

L’impressionante base di lancio del progetto rivale “Aerodrome”.

I fratelli Wright non hanno i soldi del progetto Aerodrome, ma riescono a fare molte, molte più prove, grazie a una galleria del vento ante litteram, che costruiscono usando pezzi di bicicletta e lame di metallo. Nella galleria, il prototipo di ala è montato su un ramo di un bilanciere, mentre sull’altro ramo ci sono lamine di forma regolare. Paragonando la forza sui due bilancieri, riescono così a misurare portanza e resistenza aerodinamica di centinaia di profili di ala diversa. Trovano gli errori nelle formule empiriche usate da tutti altri inventori.

Lo strumento artigianale inventato dai fratelli Bright per misurare la portanza in una primitiva galleria del vento, usando solo pezzi di bicicletta. Fonte: http://www.wright-brothers.org.

Con un controllo di pilotaggio a torsione e la portanza ottimizzata delle ali, i fratelli Wright riescono a pilotare un aliante il 9 ottobre del 1902. Fanno circa un migliaio di voli, il più lungo dura 26 secondi e 180 metri. È ancora poco, ma li convince a montare un motore sui loro modelli.

L’8 dicembre del 1903, deludendo tutte le previsioni, il progetto Aerodrome è abbandonato dopo vari lanci fallimentari, derisi dalla stampa. Langley si arrende, non effettuerà mai più altri esperimenti.

Solo 9 giorni dopo, il 17 dicembre del 1903, Orville Wright è il primo uomo della Storia a pilotare un aeroplano a motore.

Vola per ben 12 secondi. Il secondo volo, pilotato da Wilbur, dura 15 secondi. Il terzo, di Orville, lo stesso. Il quarto ed ultimo della giornata, di Wilbur, dura quasi un minuto (59 secondi). Sono piccoli salti paragonati al volo degli uccelli, è un balzo enorme per l’umanità.

Un confronto tra due prototipi di alianti dei fratelli Wright del 1901 e 1902 rispettivamente. Il secondo prototipo riesce a volare molto più orizzontale, tendendo i cavi quasi in verticale a dimostrare una portanza molto maggiore del precedente. Fonte:Wikipedia.

Mentre i disastri di Langley erano pubblicati sui giornali quasi in tempo reale, la notizia del successo dei fratelli Wright non si diffonde rapidamente come ci si potrebbe aspettare. I fratelli, sicuri ormai di aver imbroccato la strada giusta, timorosi di furti, smettono di fare voli in pubblico e cominciano a cercare contratti e finanziamenti. Questo crea, alla lunga, problemi. Gli altri inventori e la stampa accusano i Wright di essersi inventati i loro successi, o di averli perlomeno esagerati.

Cambieranno idea: nel 1909 finalmente i fratelli ottengono dall’esercito americano un contratto di 25000 dollari, equivalenti ad un quarto di milione di dollari attuali. Finalmente circa un milione di persone possono ammirare Wilbur Wright volare sopra New York. Negli anni successivi i fratelli Wright dovranno affrontare lunghe e faticose campagne per difendere i loro brevetti  chiarendo a tutti che sono loro, e non altri, ad aver inventato l’aeroplano.

Wilbur ha poco tempo per godersi il successo; muore nel 1912, di febbre tifoide. Orson vivrà sino al 1948. Pilota un’ultima volta nel 1947, un Lockheed Constellation di proprietà del miliardario Howard Hughes, un aereo che ha appena battuto il record di volo diretto dalla California a Washington in sole 7 ore. Le ali di quell’aereo, nota Orson, superano la lunghezza del suo primo volo, fatto 43 anni prima.

Perché i fratelli Wright riuscirono dove altri più bravi e meglio equipaggiati di loro avevano fallito?

Gli ingegneri del progetto Aerodrome erano sicuramente intelligenti e molto preparati, ma il loro ragionamento di fondo era sbagliato. Spesero tutte le loro energie per progettare un aeroplano potente, ma impossibile da pilotare. Negli stessi giorni i fratelli Wright giocavano con alianti sempre più evoluti, e volavano su di essi. L’esperienza diretta del volo li aiutò a capire quali erano i problemi, e a risolverli nel modo migliore. Affrontarono la sfida sporcandosi le mani, sbattendo (letteralmente) il muso per terra decine di volte, senza arrendersi mai.

L’invenzione dell’aeroplano non è di sicuro la più importante tra quelle che, in questi anni, abbiano narrato in questa rubrica, ma è di sicuro quella che dai tempi di Icaro in poi ha più affascinato e fatto sognare poeti, pittori ed infine, scienziati.

“Una volta aver provato l’ebrezza del volo,

quando sarai di nuovo coi piedi per terra,

continuerai a guardare il cielo.”

LEONARDO DA VINCI

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