Il 20 giugno 1951, sopra il letto asciutto del lago presso la base aerea di Edwards, il pilota collaudatore Jean "Skip" Ziegler fece qualcosa che nessun pilota aveva mai fatto prima. Mentre il suo piccolo e tozzo jet da ricerca, il Bell X-5, si sollevava dal deserto, afferrò un comando e le ali dell'aereo si incurvarono fisicamente all'indietro a mezz'aria, passando da una posizione diritta a una a freccia, mentre il jet continuava a volare. Per la prima volta, un aereo poteva cambiare la forma delle sue ali in volo.
Può sembrare una trovata pubblicitaria. In realtà, era uno dei grandi sogni ingegneristici dell'era dei jet: un unico velivolo che potesse essere lento e docile in fase di decollo, per poi trasformarsi in una freccia affilata per scatti ad alta velocità. Per quarant'anni, l'ala a geometria variabile ha inseguito questo sogno, e alcuni dei più famosi aerei da guerra della storia sono stati costruiti attorno ad essa.
INFORMAZIONI RAPIDE
L'idea: Un'ala che ruota in volo: distesa per la bassa velocità, ripiegata all'indietro per la velocità elevata.
Il primo a farlo: Il Bell X-5, primo volo il 20 giugno 1951
Pilota collaudatore: Jean “Skip” Ziegler, presso la base aerea di Edwards
Reso operativo da: L'F-111, F-14 Gatto maschio, Tornado di Panavia E MiG-23
Perché è svanito: Il meccanismo di rotazione è pesante e complesso: i computer hanno reso le ali fisse abbastanza buone
Perché un'ala vuole assumere due forme contemporaneamente
Le ali sono un compromesso. Un'ala lunga e dritta genera un'ottima portanza a bassa velocità, perfetta per il decollo, l'atterraggio e il volo stazionario. Un'ala corta e a freccia, invece, fende l'aria con poca resistenza ad alte velocità e supersoniche. Il problema è che normalmente non si possono avere entrambe le cose: un'ala ottimizzata per Mach 2 è pessima alla velocità di atterraggio, e viceversa.
L'ala a geometria variabile fu la risposta audace: costruire un'ala in grado di cambiare fisicamente forma. Distendere le ali per il decollo e il volo stazionario, ripiegarle per il volo supersonico. Il Bell X-5 dimostrò che era possibile, ma anche quanto fosse pericoloso: il design poteva impennarsi violentemente, e uno dei due X-5 entrò in vite uccidendo il pilota.
Dall'esperimento al fronte: l'F-111 e il Tomcat
Il primo a rendere operativa l'idea fu il General Dynamics F-111 Aardvark negli anni '60: un grande e veloce aereo d'attacco in grado di ruotare le ali per sfrecciare a bassa quota. Ebbe un inizio difficile, ma si affermò come uno degli aerei d'attacco più efficaci della sua epoca.
Poi arrivò l'icona. Il Grumman F-14 Tomcat, il jet di Top Gun — portò l'idea sul ponte di volo della portaerei e la fece sembrare semplicissima. Le sue ali si muovevano automaticamente, un computer le regolava costantemente in modo che il pilota non dovesse mai pensarci. Ali in avanti per staccarsi da una portaerei e ingaggiare un combattimento aereo; ali indietro per inseguire un bersaglio al doppio della velocità del suono.
Osservando un F-14 durante un passaggio a bassa quota, si possono notare le ali che si ritraggono quando accelerano e si spostano in avanti quando rallentano: l'aereo si rimodella letteralmente in tempo reale. Nessun caccia ha mai indossato l'ala a geometria variabile con tanta eleganza.
Un'idea di portata mondiale: Tornado e Flogger
Il concetto si diffuse a livello globale. In Europa, Gran Bretagna, Germania Ovest e Italia costruirono congiuntamente il Panavia Tornado, un aereo da attacco e difesa aerea ad ala a geometria variabile che rimase in servizio per decenni. Oltre la Cortina di Ferro, l'Unione Sovietica produsse in serie il MiG-23 "Flogger" in quantità enormi, dotando decine di forze aeree in tutto il mondo di velivoli ad ala a geometria variabile.
Anche i bombardieri apprezzarono l'idea: il B-1 Lancer americano e il gigantesco Tu-160 sovietico utilizzavano entrambi ali a geometria variabile per combinare la lunga autonomia con l'alta velocità. Per un certo periodo, negli anni '70 e '80, sembrava che ogni aereo da combattimento serio avesse le ali a geometria variabile.
Perché il tuo modello preferito di aereo ad ala basculante è l'ultimo del suo genere
E poi tutto si è fermato. Nessun nuovo aereo da combattimento di rilievo ha più utilizzato un'ala a geometria variabile dalla fine della Guerra Fredda, e il motivo è semplice: il meccanismo di rotazione è pesante, complesso e costoso da manutenere. Tutta quella meccanica rappresenta un peso morto che non può trasportare carburante o armamenti.
Ciò che ne decretò la fine fu il computer. I moderni comandi di volo fly-by-wire e gli ingegnosi dispositivi all'avanguardia consentono a un'ala fissa di comportarsi in modo sufficientemente efficiente su tutta la gamma di velocità senza bisogno di perni mobili, e con un peso decisamente inferiore. L'ala a geometria variabile rappresentava una brillante soluzione meccanica a un problema che l'elettronica ha poi risolto in modo più economico. Ed è proprio questo che rende il Tomcat, il Tornado e il Flogger degli aerei speciali: la magnifica e mutevole conclusione di un'idea durata quarant'anni, iniziata con un piccolo jet Bell nel deserto nel 1951.
Fonti: NASA; Museo Nazionale dell'Aeronautica Militare degli Stati Uniti; This Day in Aviation; Wikipedia.
Domande correlate
Che cos'è un aereo ad ala basculante?
Un aereo ad ala basculante, o ad ala a geometria variabile, ha ali che ruotano in volo per modificarne l'angolo. Quando sono distese, le ali forniscono una buona portanza a bassa velocità per il decollo e l'atterraggio; quando sono fortemente inclinate all'indietro, riducono la resistenza aerodinamica per il volo ad alta velocità e supersonico. Ciò consente a un singolo aereo di ottenere prestazioni ottimali in un'ampia gamma di velocità.
Qual è stato il primo aereo ad ala a geometria variabile?
Il Bell X-5 fu il primo aereo in grado di modificare l'angolo di freccia alare in volo. Il suo primo volo ebbe luogo il 20 giugno 1951 con il pilota collaudatore Jean "Skip" Ziegler presso la base aerea di Edwards. Il progetto si basava su un aereo Messerschmitt catturato durante la guerra, il P.1101, che poteva modificare l'angolo di freccia solo a terra.
Perché alcuni aerei da combattimento hanno ali mobili?
Perché un'ala ottimizzata per le alte velocità è inadeguata alle basse velocità, e viceversa. Un'ala a geometria variabile risolve questo problema rimodellandosi fisicamente: le ali si estendono in avanti per decolli, atterraggi e combattimenti aerei lenti e controllati, mentre le ali si ripiegano all'indietro per ridurre la resistenza aerodinamica e consentire scatti supersonici ad alta velocità.
Quali famosi aerei a reazione hanno le ali a geometria variabile?
Tra i velivoli ad ala a geometria variabile più noti si annoverano il General Dynamics F-111 Aardvark, il Grumman F-14 Tomcat, l'europeo Panavia Tornado e il sovietico MiG-23 Flogger. Tra i bombardieri ad ala a geometria variabile si ricordano l'americano B-1 Lancer e i sovietici Tu-160 e Tu-22M.
Le ali dell'F-14 Tomcat si muovono automaticamente?
Sì. Il Grumman F-14 Tomcat utilizza un computer per regolare automaticamente la direzione delle ali in base alla velocità, quindi il pilota non deve intervenire manualmente. Le ali si muovono in avanti quando il jet rallenta e indietro quando accelera, ed è per questo che è possibile osservarne il movimento durante un sorvolo.
Perché l'esercito ha smesso di costruire aerei ad ala a geometria variabile?
Il meccanismo a perno alare è pesante, complesso e costoso da manutenere, e tutta quella componentistica rappresenta un peso che non può essere utilizzato per trasportare carburante o armamenti. I moderni comandi di volo fly-by-wire e i dispositivi avanzati all'avanguardia consentono a un'ala fissa di offrire prestazioni sufficientemente elevate su tutta la gamma di velocità con un peso decisamente inferiore, pertanto nessun nuovo aereo da combattimento di rilievo ha più utilizzato un'ala a geometria variabile dalla fine della Guerra Fredda.
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