Storia

Si tratta di una storia che segna il passo dell'evoluzione di questa macchina, cosi affascinante è complessa, ricca di eventi a volte molto distanti tra loro. E' un percorso lunghissimo che ha visto migliaia di esemplari susseguirsi in una gara tecnologica, che si sono passati il testimone di una evoluzione tecnologica che ancora oggi continua a stupire.
Sebbene l'elicottero sia ormai giunto alla sua massima espressione tecnologica - anche perché come vedremo d'ora in avanti le limitazioni del rotore sono purtroppo insuperabili - è tuttavia molto probabile che in futuro nuove macchine con caratteristiche VTOL (Vertical Take Off and Landing) appaiano sulla scena aeronautica. Io stesso in qualità di autore di questo testo mi occupo di proporre delle alternative parallele all'elicottero da qualche decennio, ma è anche molto probabile che forse l'elicottero avrà una lunga ed ancora ricca vita fatta di emozioni, per chi progetta e vola su queste meravigliose macchine.

L’idea del volo verticale è sempre stata una costante irresistibile che ha alimentato la fantasia delle più grandi menti della storia umana. La possibilità infatti di potersi librare in aria mantenendo un punto fisso, di decollare ed atterrare dovunque si desiderasse, cosi come di muoversi da un punto ad un altro senza toccare il suolo, ha generato una costante produzione letteraria specie nel mondo della fantascienza, ma anche un forte stimolo sopratutto di natura tecnologica. Sebbene la storia delle macchine a volo verticale sia davvero articolata e molto più lunga ed antica di quella ad ala fissa, e qui mi limiterò a citare solo alcuni degli esempi più importanti e rappresentativi.
La prima idea tangibile basata su uno studio tecnico apprezzabile fu fatta da LEONARDO, sebbene già nella antica Cina ci fossero tracce di sviluppi concettuali molto simili.

LEONARDO ideò nel 1493 la Vite Aerea, una struttura costituita da una vela elicoidale attraversata da un albero, che rappresentava il centro di rotazione della macchina ed una serie di tiranti tra gli elementi. La vite era montata su una piattaforma e sarebbe stata alimentata da una sorta di meccanismo che ricorda quello dei piccoli aeroplanini ad elastico. E' incredibile pensare che la vite aerea ricordava anche una contemporanea elica navale, ancora neanche immaginata a quel tempo, giacchè in quel secolo - e per almeno lungo i tre successivi - si continuò ad andare a vela e nessuno aveva ancora compreso l'importanza di quell'idea ancora oggi pienamente inserita nell'era tecnologica ed anche essa in constante evoluzione.

Molti altri furono i tentativi fatti negli anni successivi ma solo nel 1784 i due francesi LAUNOY e BIENVENU costruirono un ingegnoso giocattolo fatto di penne di uccello, che formavano due elichette assicurate ad un piccolo alberino, che a sua volta era legato a due cavetti che si attorcigliavano su di esso, tendendo una molla a balestra. Questa azionava la carica al meccanismo, facendo frullare il giocattolo nell’aria per qualche metro. Questa idea sembra però avere origini orientali, ma fu una sorta di stimolo di partenza per quello che avvenne in seguito.
Per oltre un secolo i tentativi di progettare e costruire qualsiasi tipo di meccanismo che permettesse il volo verticale, rimase piuttosto confinato in forma di idee e disegni, fino all’avvento di Sir GEORGE CAYLEY, che nel 1843 propose una macchina che sarebbe stata sostenuta da 4 rotori controrotanti. Si può sostenere infatti con sicurezza che nacque anche il primo concetto di multirotore. L’inventore inglese non riuscì mai ad ottenere un volo della struttura perché non disponeva di un motore capace di produrre un rapporto di potenza(spinta)/peso adatti, ed il volo meccanico era concepito fino ad allora unicamente attraverso l'uso della forza umana o di meccanismi a molla.

 
Il primo tentativo importante registrato nella storia del volo verticale fu quello di BREGUET con il suo Gyroplane N1; il vero debutto del primo elicottero capace di volare. Il Gyroplane fu però praticamente contemporaneo alla costruzione del primo aeroplano, che avvenne nel Settembre del 1907.
Fu PAUL CORNU a costruire la prima macchina che davvero si sollevò da terra per un tempo accettabile affinchè si dimostrasse la validità dell’idea del volo verticale. Per il primo volo di “collaudo” fu scelto un certo DONAI in qualità di pilota collaudatore che riuscì a raggiungere un record di 20 secondi ad una distanza di 30 cm dal suolo. Fu in realtà un volo discreto ma per quei tempi e quelle tecnologie rappresentò un record piuttosto importante, inoltre la configurazione con due rotori in tandem in linea dette la nascita ad una formula che in tempi moderni ha prodotto elicotteri incredibili come il Chinook ed il CH46.

Ancora una volta lo stimolo tecnologico grazie allo sviluppo ed alla produzione dei motori a scoppio, stimolò una sfida che coinvolse sia l’Europa che gli Stati Uniti, con la costruzione di numerosissime macchine aventi varie architetture, che vedevano già gli Autogiro volare con successo, ma questi aeromobili erano incapaci di produrre un volo a punto fisso, come invece accadrà alcuni anni dopo con la nascita dell'elicottero.

 

Nel 1930 CORADINO D’ASCANIO riuscì a stabilire un nuovo record decisivo, coprendo la distanza di 8 Km ad un altezza di 1078m dal suolo in soli 8’45’’ con una potenza disponibile di 85Cv, grazie ad un motore FIAT A50. Questo elicottero fu il primo esempio di rotore coassiale controrotante, oggi ampiamente utilizzato e prodotto dai russi, come il meraviglioso KA32, che agli inizi della storia dell'elicottero fu adottato anche dagli americani e di recente ritornato in servizio, ma con varianti tecnologiche di alto livello con la sperimentazione dell'X2 e del S97.
Intanto in Unione Sovietica si stava già sviluppando un certo pionerismo relativo allo sviluppo del moderno elicottero, attraverso i progetti di IVAN P.BRATUKHIN che già anticipò la formula delle macchine odierne, dotate di un piccolo rotore anticoppia in coda, rifacendosi al suo predecessore TCHEREMUKIN.

VITTORIO ISACCO aveva intanto prodotto il suo primo prototipo in Gran Bretagna nel 1929, trasferendosi successivamente in Unione Sovietica per continuare i suoi esperimenti.
Durante quegli anni lo spagnolo DELLA CIERVA aveva già sviluppato l’autogiro che aveva conquistato vari settori del mondo aeronautico, in modo particolare quello civile, con applicazioni svariate. Il costruttore appassionato grazie alla sua caparbietà, aveva sperimentato una vasta gamma di soluzioni per migliorare il rotore delle sue macchine, adottando infine le cerniere di flappeggio e brandeggio, che come vedremo lungo il nostro percorso si dimostreranno una soluzione fondamentale e tecnicamente in evoluzione nel tempo e nelle applicazioni, ed ancora oggi utili ai moderni elicotteri.

 

LA CIERVA in seguito vendette una sua macchina alla KELLET AERONAUTICS che sviluppo poi una serie di altri aeromobili sempre più elaborati ed efficienti. A tal punto che i suoi ingegneri perfezionarono un dispositivo che già attraverso il controllo collettivo delle pale, permetteva sia l’atterraggio che il decollo verticale, questa manovra era conosciuta come Jumping Take Off, ancora oggi in fase di sperimentazione per gli Autogiro contemporanei. JUMPING TAKE-OFF (Video),

L’Autogiro comunque sarà anch’esso argomento della nostra discussione tecnica lungo il corso di questa sezione e sarà interessante scoprire come questa macchina – a mio parere – risulti ancora interessante e quanto sia straordinario che abbia dato cosi tanto alle tecnologie elicotteristiche odierne.
Il primo elicottero che si registra in assoluto nella storia fu il Breguet Gyroplane che raggiunse la velocità massima di 120km/h, volando fino ad una quota di 158 m, rimanendo in volo per più di un ora attraverso una serie di test che si conclusero alla fine del 1936. Questo di Breguet fu senza dubbio il primo elicottero in grado di volare con successo, purtroppo questa macchina storica fu danneggiata durante un test in aurorotazione nel Giugno del 1939.

Intanto in Germania nello stesso anno, fu costruito il primo elicottero capace di prestazioni operative davvero notevoli, fu sviluppato dalla FOCKE WULF. Si trattava del FW61 costruito su di una cellula di un aeroplano, l’FW 44 Stieglitz al quale erano stati aggiunti una coppia di rotori ai lati della fusoliera, montati su due lunghi bracci a traliccio. I rotori alle estremità erano tripala ed erano già dotati di sistemi di smorzamento ed articolazione. Il FW F61 tuttavia fu in grado di essere operativo solo tre anni dopo, quando nel 1939 riuscì a coprire una distanza di 80 km in un circuito chiuso infrangendo diversi primati mondiali di categoria. Di seguito percorse una distanza di 230 Km senza scalo con un tempo di volo di 1,20’49'', ad una altezza di 3427 metri di quota, ed una velocità media di 122 km/h in volo orizzontale; davvero notevole per quei tempi. (FW61 video)

Nel 1937 Flettner comincia la progettazione di un elicottero molto singolare, provvisto di rotori intersecanti (controrotanti) sincronizzati. L'anno successivo la marina tedesca commissionò a Flettner un ordine di sei elicotteri monoposto, alimentati da un motore a 7 cilindri raffreddato ad aria, che era connesso attraverso una speciale trasmissione ad un birotore intersecante controrotante bipala, in modo da ridurre il ritorno di vibrazioni dovute all'inerzia dei due rotori. Il Flettner FL265 volò per la prima volta nel Maggio del 1939. Purtroppo in uno dei test le pale dei due rotori si toccarono ed uno degli elicotteri andò distrutto, mentre il secondo fu danneggiato, poichè il pilota dimenticò di riempire il serbaroio del carburante in maniera adeguata alla durata del volo.
Oggi questa soluzione meccanica è ampiamente adottata da
Kaman con i suoi K-Max progettati esclusivamente per il lavoro aereo e questa macchina è il risultato finale di una serie di elicotteri simili, che hanno portanto questo sistema ad avere un discreto successo di mercato, anche se personalmente ritengo questa soluzione tra le più efficienti in termini aerodinamici ma eccessivamente complessa nella meccanica.
Il primo elicottero che assunse l’architettura dell’odierno standard, cioè con rotore principale e rotore anticoppia in coda, fu ideato e costruito dal grande IGOR SIKORKSY, dopo vari progetti e tentativi che avevano preceduto il suo VS300 del 1939, in cui vedeva la disposizione di due rotori di coda sistemati in posizioni diverse. Sikorsky decise infine di trovare la soluzione più congeniale utilizzando un solo rotore anti-coppia in coda. VS300(video)

Il VS300 era mosso da un motore Franklin da 100 Hp. SIKORSKY collaudava personalmente le sue macchine, davanti alle commissioni militari cercando di impressionarli con le sue evoluzioni, ma fu anche famoso per i numerosi incidenti che lo videro fortunatamente illeso e attore in prima persona, senza rinunciare al suo immancabile cappello, sembra inoltre che rallentasse leggermente la velocità delle pellicole con le quali filmasse i vari voli dimostratitvi, per dare l'illusione alle commissioni militari che la macchina fosse più maneggevole di quanto apparisse nella realtà, ma non sappiamo fino a che punto queste potessero essere speculazioni o verità. Nel 1943 l’elicottero Sikorsky R4 fece il suo debutto ufficiale nel mondo aeronautico, partecipando alle ultime fasi della guerra sul versante pacifico, come macchina impiegata per il salvataggio, la ricognizione ed il collegamento e fu su questi campi che si conquistò numerosi nomignoli, come frullatore; macinino; ventilatore etc.

Nel 1943 intanto anche la BELL Industries immetteva sul mercato il suo Model 30, (video) simile a quello di SIKORSKY, provvisto di rotore anticoppia in coda, sviluppato da un genio come Arthur Young che inventò un diverso tipo di rotore provvisto di due sole pale e di un bilanciere, che avrebbe in seguito equipaggiato alcuni tra i modelli più importanti della storia come lo UHEY, ma sviluppò anche un dispositivo di stabilizzazione automatico conosciuto come come bilanciere cinese, molto più piccolo e compatto montato sul JET-RANGER - macchina a cui sono particolarmente affezionato come pilota.

Molto probabilmente gli elicotteri verranno affiancati da nuove tipologie di aeromobili che conserveranno le caratteristiche principali di questi, ma capaci di prestazioni superiori e forse il rotore convenzionale sparirà, sostituito da nuovi sistemi di propulsione.
Personalmente in quanto designer aeronautico ed ex pilota, sostengo l’ipotesi di sviluppo di nuove macchine che assolvano perfino meglio al compito iniziato dagli elicotteri e portato con onore per cosi lungo tempo, ed anche io molti anni ho sviluppato una serie di proposte con una serie di progetti chiamati CellCraft che puoi vedere qui su questo sito.
C’è sempre un processo evolutivo, sia in natura sia in tecnologia e l’elicottero non è esente da questa traiettoria naturale. Tuttavia considero questa macchina estremamente affascinante e sono consapevole della sua enorme influenza sulla mia vita, sin da quando da piccolo giocando con dei modellini sognavo di diventare un pilota da adulto, cosa che per mia fortuna è poi avvenuta più tardi.
©Gino D'Ignazio Gizio