Un proiettile calibro .30 colpisce un serbatoio di carburante a 800 metri al secondo. Il rivestimento in alluminio si perfora. Un getto di carburante per aviazione fuoriesce sotto pressione, nel flusso d'aria, verso lo scarico rovente del turbocompressore. L'aereo, nella maggior parte dei casi con serbatoi costruiti prima del 1939, è ora a trenta secondi dal trasformarsi in una palla di fuoco.

Se si spara lo stesso proiettile contro un serbatoio dotato di un rivestimento autosigillante, ciò che accade è una delle cose più strane dell'ingegneria aeronautica del XX secolo. Il foro si richiude. La gomma all'interno della parete del serbatoio entra in contatto con il carburante, si gonfia e si sigilla da sola, a volte in meno di cinque secondi. L'aereo continua a volare. Il pilota atterra. Il foro, quando i tecnici lo trovano la mattina successiva, sembra come se non fosse successo nulla.

Un problema del 1917, un brevetto del 1917

Il problema si presentò non appena gli aerei iniziarono a essere equipaggiati con mitragliatrici. Nel 1917, i modelli SE5a, Sopwith Camel e Fokker Dr.I si sparavano regolarmente a vicenda attraverso i serbatoi alari. Il pilota, seduto davanti a quei serbatoi, veniva inzuppato di benzina e bruciato vivo a un ritmo tale da uccidere piloti esperti più velocemente di quanto fosse possibile addestrarli.

Nel febbraio del 1917, un ingegnere dell'US Army Air Service di nome George J. Murdock depositò il primo brevetto noto per questo concetto: "Serbatoi di carburante per aerei da guerra". Un ordine di segretezza imposto in tempo di guerra mantenne l'invenzione nascosta fino alla fine del 1918, e il brevetto fu finalmente concesso solo nell'agosto del 1921. Le prime versioni erano, per gli standard moderni, primitive: serbatoi metallici rivestiti internamente o esternamente con materiali che si espandevano se perforati. Funzionavano, nel senso che un colpo di fucile non provocava una perdita incontrollata di carburante. Non funzionavano, però, nel senso che gli aerei di quell'epoca non potevano certo permettersi il peso aggiuntivo.

I serbatoi autosigillanti ebbero un utilizzo iniziale limitato – gli aerei militari costruiti dalla Glenn L. Martin Company adottarono il progetto di Murdock – e l'idea fu in gran parte trascurata durante il periodo tra le due guerre. La guerra successiva li riportò in auge. Nel 1939 il Ministero dell'Aeronautica britannico specificava serbatoi autosigillanti su ogni nuovo tipo di aereo della RAF. Nel 1940 la Marina e l'Aeronautica militare statunitensi seguirono l'esempio. Nel 1941 le quattro principali aziende americane produttrici di gomma – Goodyear, Firestone, Goodrich e US Rubber (in seguito Uniroyal) – producevano ciascuna il proprio modello con brevetti separati.

Come la gomma sigilla effettivamente

Il moderno serbatoio autosigillante è costruito attorno a tre strati di gomma. Lo strato più esterno è strutturale: uno spesso strato di gomma vulcanizzata e resistente al carburante che conferisce al serbatoio forma e robustezza. Lo strato intermedio è quello magico: gomma naturale non trattata, mantenuta in uno stato di "privazione" di carburante, non ancora esposta al carburante all'interno del serbatoio. Lo strato più interno è un'ulteriore barriera resistente al carburante che mantiene la gomma non trattata asciutta fino al momento del bisogno.

Quando un proiettile trapassa il serbatoio, crea un foro netto in tutti e tre gli strati. Il carburante inizia a fuoriuscire. Parte di questo carburante entra in contatto con lo strato intermedio di gomma non trattata, precedentemente asciutto. La gomma non trattata inizia ad assorbire il carburante e, assorbendolo, si gonfia. Nel giro di cinque-trenta secondi, a seconda del modello, il gonfiore chiude la perforazione dall'interno. La perdita si arresta. L'aereo, se il pilota ha ancora tempo, continua a volare.

Lo Zero, il Wildcat, la differenza

La dimostrazione più lampante del valore di questa tecnologia si ebbe nel Pacifico. Il Mitsubishi A6M Zero, progettato per un'autonomia estrema e un'agilità eccezionale nei combattimenti aerei, fu costruito senza serbatoi autosigillanti per risparmiare peso. Il suo progettista, Jiro Horikoshi, stava lavorando secondo le specifiche della Marina imperiale giapponese, che privilegiavano autonomia e agilità sopra ogni altra cosa, e che non lasciavano alcun margine di peso per la corazza del pilota o la protezione dei serbatoi. Il risultato fu un caccia giapponese in grado di superare in manovrabilità l'F4F Wildcat a bassa quota e che veniva abbattuto con un solo colpo se colpito da quest'ultimo.

Nel 1943, i piloti da caccia americani avevano sviluppato la tattica "boom-and-zoom" proprio per sfruttare questa debolezza: un attacco diretto ai serbatoi alari dello Zero provocava l'incendio dell'aereo giapponese. Il Wildcat, l'Hellcat e il Corsair erano tutti dotati di serbatoi autosigillanti. I piloti americani tornavano a casa con aerei che, secondo gli standard dei piloti di Zero, avrebbero dovuto essere in fiamme. Invece non lo erano. Di conseguenza, il rapporto tra abbattimenti e perdite subì delle modifiche.

2026: stessa tecnologia, minacce diverse.

I serbatoi autosigillanti non sono stati sostanzialmente riprogettati dagli anni '50. Sono ancora a base di gomma, si basano ancora sul principio del rigonfiamento e resistono ancora ai proiettili di calibro da fucile. Resistono meno bene ai proiettili di cannone da 23 mm e 30 mm, che lasciano fori semplicemente troppo grandi perché la gomma possa richiudersi. Contro proiettili esplosivi da 30 mm, il serbatoio stesso viene distrutto prima che possa verificarsi qualsiasi rigonfiamento.

Una nuova generazione di materiali autosigillanti – il Laboratorio di Ricerca dell'Esercito degli Stati Uniti pubblica studi in questo campo dalla fine degli anni 2010 – utilizza polimeri a reazione rapida che polimerizzano a contatto con il carburante, con l'obiettivo di sigillare fori di dimensioni molto maggiori in pochi secondi. Le celle a combustibile degli elicotteri rappresentano la prima applicazione più ovvia.

Si tratta di una longevità notevole per un brevetto del 1917. L'intuizione fondamentale – che un aereo possa autoripararsi da solo dai fori di proiettile sfruttando la chimica del carburante e della gomma non trattata – era corretta allora ed è ancora valida oggi. Quasi ogni jet da combattimento, ogni Black Hawk, ogni Apache e ogni drone armato in volo oggi ne possiede una qualche versione. È una di quelle tecnologie aeronautiche a cui quasi nessuno pensa – e che, silenziosamente, ha salvato la vita a un numero elevatissimo di piloti.

Fonti: Voce di Wikipedia sui serbatoi di carburante autosigillanti; Atti dell'Istituto Navale degli Stati Uniti, "La storia del serbatoio autosigillante" (febbraio 1946); Centro di analisi delle informazioni sui sistemi di difesa, "Progressi nella tecnologia dei serbatoi di carburante autosigillanti"; Museo navale e marittimo di Patriots Point.