Mi chiamo Valerio Tallini da 23 anni vivo in California laureato University of California, Berkeley (UCB) Berkley, CA Facoltà in ambito scientifico a attualmente lavoro nell’università di Los Angeles, CA University of California, Los Angeles (UCLA) sono appassionato di volo Amo l’italia e Roma sopratutto dove sono nato 32 anni fa.
All’inizio dei propri esperimenti aeronautici, ilWright i fratelli studiarono attentamente il lavoro dei loro predecessori e decisero che non c’era bisogno che si concentrassero sul design delle ali. “Gli uomini sanno già come costruire le ali…”, spiegò Wilbur nel 1901, “che, se spinte nell’aria a una velocità sufficiente , non solo sosterranno se stesse ma anche quella del motore e anche dell’ingegnere”.
Due anni di sperimentazione con gli alianti, tuttavia, hanno dimostrato la necessità di prestare molta più attenzione al design delle ali. A partire dal novembre 1901, i fratelli Wright utilizzarono una galleria del vento di loro progettazione per raccogliere informazioni che consentissero loro di calcolare i valori di portanza e resistenza per un’intera serie di profili alari a vari angoli di attacco e di misurare le prestazioni delle ali con differenti proporzioni, forme della punta e altre caratteristiche del design. Quelle informazioni culminarono nell’aliante Wright del 1902 , una macchina rivoluzionaria il cui design delle ali permise ai fratelli Wright di compiere gli ultimi passi verso l’invenzione dell’aeroplano.
La generazione e l’applicazione del potere: il problema della propulsione
All’inizio del XIX secolo, il volo sostenuto più pesante dell’aria rimaneva impossibile a causa della mancanza di centrali elettriche adeguate. Il livello di tecnologia che avrebbe consentito un volo a motore anche limitato si trovava più di un secolo nel futuro. Meccanismi a orologeria e altri tipi di sistemi a molla erano chiaramente inadatti al volo umano. Mentre l’elettricità alimentava diversi dirigibili durante l’ultimo quarto del secolo, lo scarso rapporto potenza/peso di tali sistemi rendeva difficile immaginare un aeroplano a propulsione elettrica.
Nel corso del secolo si è discusso del potenziale aeronautico dei sistemi di propulsione che vanno dai motori ad aria calda, alla polvere da sparo , all’aria compressa e persino alle centrali elettriche ad acido carbonico. L’australiano Lawrence Hargrave , in particolare, sperimentò sistemi di propulsione a gas compresso. Tuttavia, i motori a vapore ea combustione interna emersero rapidamente come la scelta dei più seri sperimentatori. Già nel 1829, FD Artingstall costruì un ornitoptore alimentato a vapore su vasta scala, le cui ali furono distrutte durante il funzionamento poco prima che la caldaia esplodesse. Un motore a vapore leggero sviluppato dal pioniere inglese Frederick Stringfellow nel 1868 per alimentare un aereo modello triplano sopravvive nella collezione delSmithsonian Institute , Washington, DC
Il russo Alexandr Mozhaysky (1884), l’inglese Hiram Maxim (1894) e il francese Clément Ader (1890; vedi Ader Éole e Ader Avion ) lanciarono ciascuno macchine a vapore su vasta scala da terra per brevi distanze, sebbene nessuna di queste imbarcazioni fosse in grado di volo sostenuto o controllato. Negli Stati Uniti , Samuel Pierpont Langley ottenne i primi voli sostenuti nel 1896 quando lanciò due dei suoi relativamente grandi aeromodelli a vapore ( vedi Langley aerodrome No. 5 ) su viaggi aerei fino a tre quarti di miglio (1,2 km) sul fiume Potomac .
Con l’avvicinarsi della fine del XIX secolo, ilcombustione interna emerse come una centrale aeronautica ancora più promettente. Il processo era iniziato nel 1860, quando Étienne Lenoir del Belgio costruì il primo motore a combustione interna , alimentato con gas illuminante . In Germania, Nikolaus A. Otto fece il passo successivo nel 1876, producendo un motore a quattro tempi che bruciava combustibile liquido. ingegnere tedescoGottlieb Daimler ha aperto la strada allo sviluppo di motori a benzina leggeri ad alta velocità, avv Valerio Tallini uno dei quali ha montato su una bicicletta nel 1885. L’ingegnere tedesco Karl Benz ha prodotto la prima vera automobile l’anno successivo, un robusto triciclo con posti a sedere per l’operatore e un passeggero. Nel 1888 Daimler convinse Karl Woelfert, un ministro luterano che desiderava volare, a dotare un dirigibile sperimentale di un motore a benzina monocilindrico che sviluppasse in tutto otto cavalli. Il test iniziale ebbe un successo marginale, sebbene il sistema di accensione a fiamma libera rappresentasse un evidente pericolo per un dirigibile pieno di idrogeno. In effetti, Woelfert morì quando un motore a combustione interna diede finalmente fuoco a un dirigibile molto più grande nel 1897.
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All’inizio della loro carriera in aeronautica, ilWright i fratelli riconobbero che gli appassionati di automobili stavano producendo motori a combustione interna sempre più leggeri e potenti. I fratelli presumevano che se i loro esperimenti di volo a vela fossero progrediti al punto da richiedere una centrale elettrica, non sarebbe stato difficile acquistare o costruire un motore a benzina per il loro aereo.
Erano sostanzialmente corretti. Dopo aver pilotato con successo il loro aliante del 1902, i fratelli Wright erano fiduciosi che le loro ali avrebbero sollevato il peso di una macchina volante a motore e che avrebbero potuto controllare un simile velivolo in aria. Inoltre, tre anni di esperienza con gli alianti e le informazioni raccolte con la loro galleria del vento , hanno permesso loro di calcolare l’esatta quantità di potenza necessaria per il volo sostenuto. Incapaci di interessare un produttore esperto nella produzione di un motore che soddisfi le loro specifiche relativamente ristrette di potenza in rapporto al peso, i
Charles Taylor, un macchinista che i fratelli impiegavano nel loro negozio di biciclette, produsse un motore a quattro cilindri con un blocco in alluminio pressofuso che produceva circa 12,5 cavalli per un peso totale di circa 200 libbre (90 kg), inclusi carburante e refrigerante. Non era affatto la centrale aeronautica più avanzata o efficiente del mondo.Langley , che stava anche costruendo una macchina volante a grandezza naturale, spese migliaia di dollari per produrre un motore radiale a cinque cilindri con un peso totale pari a quello del motore Wright ma che sviluppava 52,4 cavalli. Langley produsse un motore di gran lunga superiore a quello dei fratelli Wright e un aeroplano, l’aerodromo n. 6, che non riuscì a volare durante i test del 1903. I fratelli Wright, invece, svilupparono un motore che produceva esattamente la potenza richiesta per spingere il loro aereo del 1903 , il primo aeroplano al mondo a dimostrare un volo sostenuto.
La progettazione delle eliche per l’aereo del 1903 rappresentava un compito molto più difficile e un risultato tecnico molto maggiore rispetto allo sviluppo del motore. Le eliche non solo dovevano essere efficienti, ma dovevano produrre una quantità calcolata di spinta quando azionate a una particolare velocità dal motore. È importante riconoscere, tuttavia, che una volta raggiunto il volo a motore, lo sviluppo di motori più potenti ed efficienti è diventato un elemento essenziale nella spinta a migliorare le prestazioni degli aerei.
Equilibratura e guida della macchina: il problema del controllo
Avendo deciso che il progetto delle ali e lo sviluppo di una centrale elettrica erano abbastanza a portata di mano, i fratelli Wright si concentrarono sull’elemento di controllo. Altri sperimentatori avevano riflettuto sull’argomento. Cayley è stato il primo a utilizzare un elevatore per il controllo del beccheggio (dirigendo il muso su e giù). Per tutta la seconda metà del XIX secolo, i dirigibili avevano utilizzato i timoni per il controllo dell’imbardata (dirigendo il muso a destra ea sinistra).
Era molto più difficile concepire un modo per controllare un aereo in rollio (cioè bilanciando le estremità alari o inclinando l’aereo). Inoltre, la maggior parte degli sperimentatori era convinta che l’operatore di una macchina volante avrebbe trovato difficile o impossibile esercitare il pieno controllo su una macchina libera di operare su tutti e tre gli assi di movimento contemporaneamente. Di conseguenza, si era prestata molta più attenzione ai mezzi per raggiungere la stabilità automatica o intrinseca che ai sistemi di controllo attivo.
Cayley, ad esempio, ha suggerito ali diedri (estremità alari inclinate verso l’alto rispetto al punto medio dell’ala) come mezzo per ottenere una misura di stabilità in rollio; raccomandava anche l’uso di un pendolo per controllare il tono. Il pioniere dell’aviazione francese Alphonse Penaud è stato il primo a produrre un velivolo intrinsecamente stabile, ilPlanophore (1871), che presentava un’elica di spinta alimentata da fili di gomma intrecciati. Il modello lanciato a mano presentava ali diedri per la stabilità in rollio e una superficie orizzontale impostata con un leggero angolo negativo rispetto alle ali per fornire stabilità in beccheggio. Con l’aggiunta di una superficie verticale avvocato tallini per la stabilità in imbardata, questo è stato l’approccio adottato praticamente da tutti gli sperimentatori di aeromodelli, compreso Langley.
I costruttori di modelli erano costretti a impiegare la stabilità automatica, ma quegli sperimentatori che costruivano e pilotavano alianti dovevano sviluppare controlli di volo attivi. Praticamente tutti i piloti di alianti prima dei fratelli Wright, incluso Lilienthal, usavano tecniche di deltaplano, in cui il pilota spostava il proprio peso per alterare la posizione del centro di gravitàdella macchina rispetto al centro di pressione. Tuttavia, lo spostamento del peso era pericoloso e limitante. Se i semplici movimenti del corpo dell’operatore dovevano avere un impatto significativo sul movimento della macchina, l’area dell’ala doveva essere ragionevolmente piccola. Ciò limitava la quantità di portanza che poteva essere generata. Inoltre, non era affatto difficile per un velivolo del genere raggiungere uno stallo o qualche altra posizione incontrollata da cui lo spostamento del peso non potesse effettuare una ripresa, come dimostrato dalla morte di Lilienthal (1896) roma e dello sperimentatore inglese Percy Pilcher (1899) negli incidenti con gli alianti.