Un aereo carico di passeggeri può pesare anche più di 400 tonnellate. se si stacca da terra e vola un trucco ci deve pur essere! È vero che aerei così grandi hanno ali come campi da tennis e motori potentissimi, Ma farli volare sembra lo stesso impossibile: la spinta dei motori vince la resistenza dell'aria e muove in avanti l'aereo. Ma come fanno, le ali, a vincere la forza di gravità e a farlo salire verso il cielo? Per capirlo servono un po’ di occhio e di fantasia.
«Se guardate l'ala di un aereo vi accorgerete che è abbastanza sottile e ha una forma particolare» spiega Lorenzo Trainelli, che insegna la progettazione di questi mezzi al Politecnico di Milano. Il trucco, se vogliamo chiamarlo così, è proprio questo: la forma delle ali, che è studiata in modo che il loro movimento attraverso l'aria crei forza (i fisici la chiamano portanza) che si oppone a quella di gravità e sostiene l’aereo. Di fatto l’ala spinge verso il basso l’aria che incontra e ne riceve una spinta verso l’alto.
«Le formule sono complicate ma il concetto è semplice, e se provate a mettere la mano orizzontalmente fuori dal finestrino di un’auto in corsa e a ruotarla leggermente, potrete sentire che si solleva proprio come se fosse l’ala di un aereo» promette Trainelli. Funzionano così anche le pale rotanti degli elicotteri ed è questo principio che rende possibile far volare un oggetto più pesante dell’aria. Perché per volare non basta rimanere in aria per un istante, come quando si salta, bisogna riuscire a opporsi al peso.
Ispirati da Madre Natura
Gli ingegneri non hanno inventato niente, ci ha pensato la natura. Nel senso che, per volare, la forma giusta dell’ala gli uccelli ce l’hanno da milioni di anni e la usano quando planano. Quando invece battono le ali fanno una cosa un po’ diversa ma il risultato è lo stesso: spingono l’aria verso il basso e ricevono in cambio una spinta verso l’alto. E come mai, quando l’ala torna verso l’alto, non succede il contrario? Le ali degli uccelli è come se fossero bucate. Quando si spostano verso il basso non lasciano passare l’aria, così la spinta è forte. Quando si sollevano, invece, le penne si aprono un pochino lasciando passare l’aria, così la spinta verso il basso è molto minore.
Volare: un sogno vecchio come l'uomo
Un sistema ingegnoso che, a quanto pare, aveva capito anche Leonardo da Vinci, e che applicò costruendo una macchina per volare che imitasse gli uccelli. Non si sa se un suo assistente l’abbia davvero provata, quel che è certo è che non funzionava. Leonardo non fu il primo né l’unico a provare a volare.
Dai tempi degli antichi Greci, che raccontavano il mito di Dedalo e Icaro, sono stati tantissimi a sbattere a terra prima che l’uomo riuscisse a staccarsi dal suolo usando un oggetto più pesante dell’aria. Nel 1891, finalmente, ci riuscì il tedesco Otto Lilienthal inventando un aliante, l’antenato dell’aereo, con le ali dalla forma giusta. E quando nel 1903, per la prima volta, i fratelli Wright riuscirono ad aggiungere all’aliante un motore a scoppio nacque l’aereo!
Evoluzione del volo
Per imparare a volare l’uomo ha dovuto provare tante volte, così come la natura: la rima volta che un animale si è staccato da terra è stato forse 340 milioni di anni fa, era un insetto e non si sa come sia accaduto.
«Le ali erano una parte del corpo che esisteva già e serviva a qualcos’altro» racconta Paolo Pantini, che gli insetti li studia al Museo di Scienze naturali di Bergamo. Quindi non è vero che le ali sono spuntate: sono nate da una trasformazione e sono state un successo strepitoso!
Da allora gli insetti (non tutti) hanno continuato a volare senza mai smettere, con due o quattro ali e qualche volta persino con sei. Se si guarda una farfalla, che batte le ali piano, non è difficile seguire i suoi movimenti. Ma per scoprire come volano i moscerini o le mosche c’è voluta molta pazienza e telecamere capaci di filmarne i movimenti velocissimi e poi rallentarli. E sono state scoperte cose incredibili.
«Gli insetti con un paio di ali soltanto hanno trasformato le altre due in organi di controllo, come fossero dei timoni che con- sentono loro di fare acrobazie pazzesche!» racconta Pantini.
Anche il colibrì, che è un uccello e i timoni non li ha, riesce a fare l’equilibrista restando fermo in aria mentre si ciba del nettare dei fiori. «È merito del modo in cui sono fatte le sue ali» spiega Omar Lodovici, che lavora con Paolo Pantini al Museo di Bergamo, dove si occupa degli animali vertebrati. «Il colibrì è come se avesse le mani attaccate direttamente al corpo, senza il braccio in mezzo. Così riesce a battere le ali a gran velocità e a farle ruotare, disegnando una specie di otto in orizzontale per restare sospeso nell’aria, ed è uno sforzo che gli costa tantissima energia!».
Al contrario il gheppio, che è un rapace, fa pochissima fatica a librarsi in cielo: si piazza controvento e muove appena ali e coda per guardare verso terra e cercare le sue prede.
Insomma, il volo è un mondo pieno di misteri e di stranezze, tanto che ancora non sappiamo come abbiano fatto gli uccelli, quando erano rettili, a cominciare a volare. Forse correvano cercando di fare salti più lunghi possibile e a un certo punto sono decollati. O, forse, si lanciavano dagli alberi e un po’ alla volta sono riusciti anche a prendere quota. Come hanno fatto, molto tempo dopo, i primi pipstrelli, gli unici mammiferi volanti. A parte l’uomo, ovviamente!
