lunedì 30 marzo 2015

Lanciare un aereo di carta non è un gioco da ragazzi


Sembra un gioco da ragazzini, eppure lanciare un aereo di carta nasconde molta scienza. Tanto che fu "Scientific American" nel 1967 a organizzare la 1st International Paper Airplane Competition, la prima competizione internazionale di aerei di carta. 

 Gli anni sessanta sono stati probabilmente uno dei momenti più importanti nella storia dell'aviazione. 
Ma se da una parte la realizzazione degli aerei supersonici (la costruzione anglo-francese del Concorde, quella russa del Tupolev Tu-144 e il progetto mai terminato del Boeing 2707), e naturalmente la corsa allo spazio, portarono a progressi in campo scientifico, dall'altra resero la scienza ancor più distante dalla gente comune. E fu proprio nel tentativo di ricucire questo rapporto che "Scientific American scelse di organizzare un evento in grado di riavvicinare il pubblico alla scienza: una gara per la quale non serviva una laurea scientifica, ma solo un foglio di carta e tanta fantasia, perché in fondo tutti almeno una volta hanno fatto un aeroplanino con un foglio di carta.

 Negli ultimi 50 anni le gare di aerei di carta non sono mancate, ma è dal 2006 che, grazie a Red Bull, le competizioni sono tornate alla ribalta.
 L'azienda austriaca, che da anni sponsorizza eventi legati al settore aeronautico (dal Red Bull Air Race fino all'impresa che è valsa a Felix Baumgartner il record del salto più alto in caduta libera), ha raccolto metaforicamente il testimone lasciato dalla rivista americana (anche il trofeo è simile a quello degli anni sessanta) e ha organizzato quest'anno la quarta edizione di Red Bull Paper Wings (le finali si disputeranno a Salisburgo l'8 e il 9 maggio), che vede impegnati migliaia di partecipanti in oltre 80 paesi. 
 Dalla prima edizione, voluta da "Scientific American", a quella attuale, targata Red Bull, le tre categorie di gara (volo più lungo, maggiore permanenza in aria e volo acrobatico) e lo spirito della competizione sono rimasti invariati, ma le prestazioni degli aerei di carta sono notevolmente migliorate, passando dai quasi 28 metri del vincitore della gara di volo più lungo del 1967, ai 50,37 metri del vincitore del 2012.


I motivi di tale incremento possono essere attribuiti in buona parte a una maggiore diffusione della conoscenza scientifica.
 Infatti, sebbene la creatività sia la caratteristica dominante nella maggior parte dei modelli, a qualificarsi per le finali sono di solito quelli balistici, fatti a punta di freccia (dart), e quelli simili ad alianti (glider), più adatti a planare grazie alle loro larghe ali. Questi modelli sono progettati per sfruttare al meglio i principi base della fisica, in particolare le quattro forze agenti sui velivoli: peso, spinta, portanza e resistenza.


Nonostante le vere origini degli aerei di carta siano ancora discusse (in Cina, 2000 anni fa, con gli aquiloni, oppure con i modelli descritti da Leonardo da Vinci?), la paternità di quelli che conosciamo oggi viene di solito riconosciuta a George Cayley, ingegnere e pioniere dell'aeronautica, che agli inizi del XIX secolo identificò le forze aerodinamiche che agiscono sugli oggetti in volo e costruì il primo aliante controllato dall'uomo. 

Fu proprio per testare il suo aliante che Cayley, un secolo prima dei fratelli Wright, costruì alcuni modelli di carta simili ai glider utilizzati ancora oggi, aggiudicandosi il titolo di padre degli aerei di carta. 
 Questo non implica che la vittoria sia solo alla portata di ingeneri o fisici, ma dimostra quanto la componente scientifica sia importante in gare del genere.
 "Avere nozioni di aerodinamica e di meccanica del volo può essere un aiuto importante, quando si desidera raggiungere risultati di punta", conferma Lorenzo Trainelli, docente di Progetto di velivoli al Politecnico di Milano e giudice per le qualificazioni milanesi di Red Bull Paper Wings 2015. "Però non basta, in quanto è sempre necessario un processo di aggiustamento e ottimizzazione, sia del velivolo (anche di singoli dettagli), sia della tecnica di lancio". 

Durante le qualificazioni di queste competizioni si vedono spesso aerei del tipo dart, con limitata capacità di generare portanza, che vengono lanciati con un angolatura di 45° e possono superare i 30 metri di distanza in base alla forza del lanciatore.
 Il record attuale è invece detenuto da un aereo veleggiatore, che ha come caratteristica quella di planare a lungo. "Per ottenere questa planata servono delle ali più importanti di quelle dei balistici, e molto più estese delle punte di freccia che abbiamo visto in gara", sottolinea Trainelli riferendosi alla qualificazione svoltasi a Milano il 18 marzo.


In confronto a 50 anni fa oggi chiunque voglia fare un aereo di carta da gara ha un alleato in più: Internet. 
È infatti possibile reperire in rete ogni tipo di informazione di carattere tecnico che spieghi come realizzare un aereo da competizione. 
Ci sono poi moltissimi video tutorial che spiegano passo passo cosa fare (la stessa Red Bull consigliava ai meno pratici di prendere spunto dalle guide online), compresi quelli dei campioni degli ultimi anni, come quello di John Collins, che dal 2012 detiene il record di distanza percorsa da un aereo di carta, 69,14 metri. 
 Un record frutto della ricerca scientifica ma non solo, come ci ha spiegato Lorenzo Trainelli: "Gli attuali detentori del primato di distanza, sono il progettista John Collins e il lanciatore Joe Ayoob. Il primo ha lavorato quattro anni per migliorare il suo progetto dal punto di vista della forma, del materiale e della tecnica di lancio.
 È stato il secondo che però ha reso possibile l'exploit, essendo un prestante ex-quarterback di una squadra di football americano di alto livello".

 Anche se meno spettacolare delle altre, la gara di permanenza in volo mostra le capacità dei partecipanti di sfruttare l'aerodinamica (l'attuale record è di 27,6 secondi ed è stato realizzato con un glider).
 "La chiave principale - sostiene Trainelli - sta nella capacità di sostentazione, anche e soprattutto a bassa velocità.
 Lo insegnano gli alianti: per stare in volo a lungo bisogna avere un'elevata efficienza aerodinamica, e questa si ottiene con ali non troppo corte e di geometria adeguata". 

 Il discorso, quindi, sembra chiaro: per competere ad alti livelli bisogna prima di tutto scegliere a quale gara partecipare (visto che ogni gara richiede un tipo di aereo con caratteristiche diverse), poi costruire un modellino che sfrutti al massimo le forze aerodinamiche, e per ultimo trovare la migliore tecnica di lancio possibile.


Chiunque abbia lanciato o visto lanciare un aereo di carta, sa però che esiste un passo in più, una pratica, quantomeno bizzarra, utilizzata da molte persone pochi istanti prima di lanciare un aereo di carta: alitare sulla punta del modellino (l'ha fatto quasi la metà dei partecipanti alle qualificazioni di Roma e Milano per Red Bull Paper Wings 2015).
 Un'abitudine questa che non ha nulla a che fare con l'aerodinamica, diventata di uso comune ma a cui nessuno sa dare una spiegazione, se non da un punto di vista scaramantico. 
Come molti dei partecipanti infatti, anche Trainelli non sa dare un'origine a questa pratica, spiegando invece che un discorso diverso, dal punto di vista scientifico, sarebbe leccare la punta dell'aereo, che in questo modo diventerebbe più pesante sulla punta: un po' come si fa con i proiettili di carta delle cerbottane.

 Fonte: lescienze.it

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