capitolo 3 - L™aeroplano e la bicicletta
Transcript
capitolo 3 - L™aeroplano e la bicicletta
/¶DHURSODQRGHLIUDWHOOL:ULJKW ÊLPSRVVLELOHFKHTXDOFRVDSLSHVDQWHGHOO¶DULDSRVVDYRODUH Lord Kelvin I fratelli Wright, prima di acquisire fama e ricchezza con la loro invenzione, mandavano avanti un’azienda produttrice di biciclette. La cosa è molto più di una semplice curiosità, poiché le conoscenze nel campo delle due ruote costituiscono un importante fattore tra quelli che permisero a Wilbur e Orville Wright di essere i primi uomini a compiere un volo con un mezzo “più pesante dell’aria” 1. I legami esistenti tra il )O\HU, decollato nel dicembre 1903, e la bicicletta, sono molti, e a diversi livelli. Innanzi tutto, la bicicletta servì per compiere un esperimento fondamentale nella determinazione delle caratteristiche geometriche delle ali. In seco ndo luogo, la confezione nella quale erano venduti i tubolari per ruote di bicicletta suggerì a Wilbur Wright l’elegante soluzione di un problema sino a quel momento irrisolto: il controllo della direzione di volo. In ultimo, gli stessi pezzi costituenti la bicicletta furono utilizzati per costruire parti dell’aeroplano e delle apparecchiature (prima fra tutte, la galleria del vento) che resero possibili gli esperimenti preparatori al primo volo. /DVFHOWDGLXQSDUDGLJPD I fratelli Wright possedevano uno spiccato senso pratico, trasmesso loro principalmente dalla madre, Susan. Si erano dedicati al volo, nelle sue varie forme, sino almeno dal 1878, quando, all’età di 11 anni (Wilbur) e 7 anni (Orville) costruivano e vendevano ai coetanei piccoli elicotteri ad elastico (fig. 1), replicando un esemplare regalato loro dal padre 2. Costui, ministro ecclesiastico della Chiesa unita dei Fratelli, trascorreva lunghi periodi lontano da casa, e di ritorno dai suoi viaggi era solito portare curiosi regali ai figli. Fig. 1: il SODQRSKRUH di Alphonse Penaud Gli Wright si trasferirono stabilmente nel 1884 a Dayton a causa di una nuova assegnazione del capofamiglia 3. Nel 1890, il più giovane dei due, Orville, abbandonò la scuola appena diciottenne, per dedicarsi ad un’occupazione alla quale poco tempo dopo avrebbe partecipato anche Wilbur. Nacque così la prima azienda di famiglia, la Wright Printing, tipografia che divideva la propria attività tra la stampa di cartoline augurali e l’edizione di giornali, primo dei qua li fu il poco fortunato “The Midget”. Orville prima e Wilbur dopo acquisirono le necessarie capacità teoriche e pratiche per essere buoni stampatori; poi passarono all’invenzione e alla fabbricazione di presse tipografiche, e in stretta successione all’abilità di riparare e costruire una bicicletta, che proprio in quegli anni vedeva la luce nella forma alla quale siamo ancora oggi abituati (la cosiddetta “bicicletta di sicurezza”). La novità era costituita dalle dimensioni identiche delle due ruote, in luogo di quella anteriore enormemente più grande. Il negozio di “Wright Cycle Exchange” aprì nel 1893, per poi trasferirsi nello stesso anno in altra sede, sempre a Dayton, con il nome di “The Wright Cycle Company”. Parlare della nascita di un interesse da parte di chi lo possiede non è semplice, e sottostà spesso a semplificazioni, ma prendendo per buono quanto riferito da Orville Wright stesso è confermata la tesi di un interesse per il volo sin dalla più tenera età: “Il nostro interesse per il volo cominciò quando eravamo bambini. Nostro padre portò a casa un piccolo giocattolo che, sospinto da una molla di gomma, si alzava in aria. Costruimmo un certo numero di copie di questo giocattolo, e tutte volarono bene. Con il plurale mi riferisco a mio fratello Wil bur e a me. Ma quando decidemmo di costruire il giocattolo su scala molto più grande nulla funzionò più nello stesso modo. Non capimmo il motivo di ciò, di conseguenza abbandonammo gli esperimenti. Nel 1896 leggemmo sul giornale, o su qualche rivista, degli esperimenti di Otto Lilienthal, che compiva voli librati lanciandosi dalla sommità di una collina in Germania. La sua morte alcuni mesi più tardi durante un lancio dalla stessa collina aumentò, se possibile, il nostro interesse per l’oggetto, e cominciam mo a cercare libri che trattavano l’argomento. Trovammo un lavoro del professor Marey sulla meccanica degli animali, che trattava del meccanismo dell’uccello per il volo, ma oltre a questo, per quanto posso ricordarmi, abbiamo trovato poco.” 4 Nel 1896, dunque, I fratelli Wright conobbero la figura di Otto Lilienthal, che proprio in quell’anno avrebbe trovato la morte, e subito si documentarono in proposito. Sintomatico, invece, il giudizio di Orville Wright sullo stato dell’arte degli studi sulla meccanica del volo. Non è chiaro se il suo ZHIRXQGOLWWOH (“vi abbiamo trovato ben poco”) liquidasse solo l’opera di Marey 5, al tempo giudicata importantissima per l’avanzamento della comprensione e imitazione del volo animale, o l’intero corpus di conoscenze di q uel tempo. Sta di fatto che Orville e Wilbur Wright avevano compreso che l’approccio che sceglieva la replica funzionale di tutte le parti del modello (in questo caso, gli uccelli) non avrebbe portato lontano. I fratelli furono sicuramente influenzati dall a struttura del SODQRSKRUH di Penaud, dotato di ala fissa; tuttavia, il loro merito, e salto tecnologico di estremo valore, è passare da un modellino di aereo più o meno capace di sostenersi in volo a una macchina in grado di portare il proprio peso e quel lo di un pilota umano. Fig. 2: il meccanismo ideato da Marey per l’analisi del volo animale Etienne Jules Marey (1830-1904) aveva tentato la via della comprensione esatta del meccanismo di funzionamento del volo animale. Egli era convinto della possibilità di replicarne fedelmente la dinamica, e intravedeva questa come la via verso il possibile volo umano. Non era il primo a cimentarsi in un’impresa del genere, ma la sua epoca forniva strumenti tecnici che gli permisero un’analisi totalmente nuova. Combinando un bizzarro meccanismo appositamente concepito (fig. 2) con la tecnica cronofotografica di Eadweard Muybridge, reso celebre dalla ripresa del cavallo al galoppo6 (fig. 3), Marey analizzò in dettaglio i movimenti del volatile. Analizzando i risultati ottenuti, fornì indicazioni ai connazionali Clément Tatin e Victor Ader per la realizzazione di macchine volanti, ma non vide il primo volo degli Wright. Morì a Parigi nel 1904. Pur avvalendosi di una tecnologia più sofisticata, Marey non andò molto oltre i disegni leonardeschi di macchine volanti, poiché la riproduzione meccanica del volo animale era meccanicamente troppo complessa. La distanza temporale che lo separa dagli Wright non è grande, ma è imponente quella di paradigma scelto: dentro al sentier o quella di Marey, fuori dalle strade battute quella dei fratelli di Dayton. Fig. 3: il cavallo al galoppo ripreso da Muybridge con la tecnica della cronofotografia I meccanismi del volo degli uccelli non furono dimenticati dagli Wright: nel 1899 intrapresero la lettura di un altro libro di ornitologia 7. I due non potevano capacitarsi del fatto che, come delle strutture fisiche permettevano il sostentamento in aria di un uccello anche senza il battito delle ali, così altre strutture, di scala adeguata , non potessero svolgere la medesima funzione e allo stesso tempo sopportare il peso di un uomo. L’osservazione del volo degli avvoltoi diede spunti interessanti a Orville, che comprese come quegli animali virassero a destra o a sinistra cambiando l’angolo d’inclinazione delle due ali: orientare verso l’alto l’ala destra e verso il basso quella sinistra permetteva loro di virare a sinistra, così come il movimento opposto permetteva la virata a destra. Il problema era la realizzabilità tecnica di questo movi mento: l’ala meccanica doveva in qualche modo compiere manovre di questo tipo, modificando la propria geometria, senza che questa caratteristica fosse messa in atto da meccanismi troppo pesanti. A differenza di Marey, gli Wright non presero come punto di partenza il volo ad ala battente, ossia l’imitazione del movimento animale; piuttosto, focalizzarono la loro attenzione separando il problema del sostentamento del velivolo da quello della sua propulsione. La struttura che occorreva mantenere in aria somig liava più al SODQRSKRUH che a un uccello. Il motore sarebbe stato qualcosa di disgiunto, da considerare come problema a sé stante, da applicare in un secondo tempo a una struttura capace di sostenersi in volo una volta raggiunta una velocità minima. La celebre dichiarazione di Wilbur Wright “sono convinto che il volo umano è sia possibile sia realizzabile” 8 è proprio del 1899. Nel corso dello stesso 1899 Wilbur Wright ebbe un’intuizione fondamentale. Secondo quanto ricordato dallo stesso, stava giocando con la scatola (a sezione quadrata) di cartone usata come confezione dei tubolari per bicicletta. Allora i tubolari erano l’ultimo grido nel campo della ciclistica, e gli Wright, sempre attenti alle innovazioni, li vendevano nel proprio negozio 9. Un giorno, secondo quanto egli stesso raccontò, Wilbur reggeva il tubo per le due estremità, tenendo con il pollice e l’indice gli spigoli sulle due diagonali opposte (fig. 4). Schiacciando alternativamente con l’una e l’altra coppia di dita, otteneva una seppur minima torsione del tubo rispetto al proprio asse longitudinale, in un senso e nell’altro. Ciò gli suggerì un modo per governare la direzione del volo degli alianti, che insieme al fratello stava costruendo e testando in quel periodo. … Fig. 4: lo schiacciamento alternato degli angoli opposti delle basi mediante la pressione delle dita La trasposizione dell’idea alla forma dell’aliante ebbe come conseguenza anzitutto l’ideazione di un sistema di tiranti che, opportunamente comandati dall’operatore a terra, permettevano la “torsione” delle ali al fine di ottenere un angolo di incidenza positivo per quella sinistra e negativo per la destra o viceversa, secondo che si volesse far virare lateralmente il mezzo verso destra o verso sinistra. Tale attuazione, però, presupponeva la presenza di una struttura che replicasse quella della scatola della camera d’aria: si potò per l’ala biplana, la sola che permettesse l’adozione di punti fissi per esercitare le forze di torsione. Il sistema dell’ala “che si torce” fu utilizzato anche congiuntamente alle superfici mobili, alettoni e timone. Fig. 5: disegno schematico di Wilbur Wright dell’aliante del 1899, con raffigurazione del sistema di controllo da terra. Nello schema le ali sono sottoposte a torsione al fine di consentire la virata a sinistra La terminologia usata per questa macchina è NLWH, “aquilone”, poiché non prevedeva la presenza di un pilota; per quelle dal 1900 in poi si parla più propriamente di JOLGHU, ossia “aliante”, guidato a bordo da una persona. L’“aquilone” o aliante del 1899 compì numerosi voli, dando buone indicazioni per la comprensione dei sistemi di controllo, che costituivano uno dei tre problemi fondamentali per la realizzazione di una macchina volante più pesante dell’aria. Gli altri due, secondo un celebre enunciato di Wilbur Wright, erano il mantenimento della portanza e la propulsione: The difficulties which obstruct the pathway to success in flying-machine construction are of three general classes: (1) Those which relate to the construction of the sustaining wings; (2) those which relate to the generation and application of the power required to drive the machine through the air; (3) those relating to the balancing and steering of the machine after it is actually in flight.10 Lo stesso schema di ali torcenti fu utilizzato sul )O\HU, che a differenza dei prototipi più celebri del tempo, non sarebbe stato comandato dallo spostamento pendolare del peso del pilota appeso alla struttura. Il pilota del )O\HU si sarebbe sdraiato sull’ala inferiore, e di lì avrebbe comandato i tiranti per far compiere le virate all’aereo. Dagli scritti degli Wright si evince come la risoluzione del problema del controllo, quello che maggiormente li preoccupava, si manifestasse in una vivace attenzione, una sorta di “filtro” attraverso il quale ogni macchina, ogni meccanismo, ogni sistema tecnico e naturale erano passati al vaglio, per trovarvi un componente, una struttura, una disposizione utile a quel fine. Tale filtro è parte dell’inqualificabile (e tanto meno trasmissibile) abilità non ordinaria che Usher 11 include nell’atto intuitivo, l’atto mentale non predeterminato grazie al quale si trova la soluzione del problema. Abbott P. Usher, autore di $+LVWRU\RI0HFKDQLFDO,QYHQWLRQV , un classico ancora validissimo per le importanti interpretazioni nel campo dell’attività inventiva, sembra andare nella direzione di questi “filtri” quando afferma che: The establishment of new organic relations among ideas, or among material agents, or in patterns of behavoir is the essence of all invention and innovation.12 Tuttavia, lo stesso Usher, in un altro passo, afferma che, ai fini di una trattazione generale, l’analisi della comprensione individuale può essere rappresentata da una sequenza genetica di quattro passi. Il primo è la percezione del problema, avvertito come incompletezza o inadempienza di un modello; all’interno del processo generale dell’invenzione tale passo dipende da un lato dal puro caso, e dall’altro dalle conseguenze degli sforzi per trovare una soluz ione al problema attraverso un processo di prova ed errore 13. E’ innegabile come gli Wright abbiano beneficiato di entrambe queste opportunità: là, il caso fortuito è ben esemplificato dalla scatola di cartone svergolata; qui, l’attività degli anni successi vi, di cui si parlerà appena sotto, è chiara manifestazione della tenacia che guidò i due fratelli al miglioramento delle macchine per approssimazioni successive. Nel mezzo, tuttavia, c’è un territorio non facilmente delimitabile, non conoscibile a priori, ma solo attraverso le sue manifestazioni pratiche, originato dall’applicazione di conoscenze diverse. In maniera analoga alla letteratura grigia, non convenzionalmente inclusa nelle fonti bibliografiche, si tratta di un insieme di conoscenze non normalmente ascritte nel novero di quelle necessarie per la comprensione del problema. Così, l’evento sicuramente casuale (giocare con la scatola di cartone) che portò Wilbur Wright all’idea della torsione dell’ala assume un diverso significato, così come diversa l ettura possono subire le azioni e gli eventi che saranno descritti nel seguito di questo capitolo. L’importanza di questa “conoscenza grigia” è pari solo alla sua indefinibilità a priori; ciò, tra l’altro, pone un problema di metodo per la definizione di una SROLF\ che possa tenerne conto in fase di programmazione dell’attività innovativa. /HGHOXVLRQLGHOHGHO Applicato il nuovo sistema di controllo, gli Wright iniziarono a mettere in pratica le conoscenze di cui disponevano, facendo volare alianti senza la presenza di uomini a bordo. Si susseguirono così due stagioni, quelle del 1900 e del 1901, durante le quali i fratelli provarono il comportamento di due alianti 14, che però invariabilmente finivano per avere incidenti fatali (fig. 6). In qualche modo la progettazione degli alianti doveva risentire di un errore, del quale i nostri potevano accorgersi solo eseguendo delle prove ben progettate. Anche in questo caso, agli Wright va riconosciuta la grande capacità di isolare i fattori critici, al fine di analizzarli in modo disgiunto dagli altri. E qui entra in gioco per la seconda volta la bicicletta. Gli studi di Otto Lilienthal avevano permesso non solo l’accumulazione di conoscenza pratica indispensabile per la prosecuzione del sogno del volo, ma avevano anche provvisto tutti i pionieri di quel tempo di importantissime tavole, grazie alle quali, noto il peso dell’aeromobile, assunta la sua resistenza pari a un certo valore, e preso in considerazione un certo profilo alare, i potevano conoscere le forze in gioco; di conseguenza potevano essere calcolate le restanti caratteristiche geometriche dell’ala. Già nel maggio del 1900, tuttavia, Wilbur Wright aveva espresso le proprie perplessità di fronte al pur encomiabile sforzo di Otto Lilienthal: “Supponendo che Lilienthal fosse corretto nelle sue idee sui principi alla base dello studio, ritengo che il suo fallimento sia stato dovuto principalmente alla inadeguatezza del suo metodo e del suo apparecchio. Quanto al metodo, il fatto che in cinque anni a bbia passato complessivamente soltanto cinque ore in volo è sufficiente per indicare che il suo metodo era inadeguato. Anche le abilità intellettuali o acrobatiche più semplici non potrebbero mai essere imparate con poca pratica e neanche Matusalemme diventerebbe mai un esperto stenografo esercitandosi un’ora l’anno. Inoltre penso che il velivolo di Lilienthal fosse inadeguato non soltanto per la sua disfatta: le mie osservazioni sul volo degli uccelli mi convincono che questi usano metodi più validi di controllo dell’equilibrio che quello di spostare il centro di gravità.” 15 L’idea di Wilbur Wright, dalla sua posizione di meccanico e di uomo pratico, era di acquisire la massima conoscenza pratica, perché solo questa gli avrebbe consentito di manovrare con p erizia la macchina volante. Fig. 6: l’aliante utilizzato dai fratelli Wright nell’autunno del 1900 dopo il suo ultimo sfortunato volo L’aliante del 1900 non diede grandi soddisfazioni agli Wright, ma quello del 1901, costruito seguendo con precisione gl i insegnamenti di Lilienthal, fece anche peggio. Obbedendo alle tavole del veleggiatore tedesco, fu variato l’arco del profilo alare, fu allargata l’ampiezza delle ali, senza ottenere il risultato desiderato. Furono compiute tutte le scelte che un buon progettista meccanico, in obbedienza alla regola pratica della ridondanza dei parametri (in altre parole del “tenersi dalla parte della ragione” nel dimensionare le caratteristiche del sistema), deve compiere quando affronta una situazione non perfettamente nota: sull’aliante del 1900 furono previsti pesi aggiuntivi (sino a 75 libbre), fu messa e tolta la coda; su quello del 1901 fu aumentata la profondità dell’ala, fu modificato l’arco di curvatura, furono aggiunti e tolti pesi. Nulla sortì gli effetti desiderati. Lo sconforto colse i due fratelli, in particolare Wilbur: questi confidò a Orville di temere che, pur considerandolo ancora possibile, non avrebbe visto il volo umano nel corso della propria vita. L’invito di Octave Chanute a partecipare ad un conveg no organizzato a Chicago dalla Western Society of Engineers fu forse l’ancora di salvataggio che non fece desistere i due fratelli dall’impresa: gli esperimenti con il JOLGHU del 1900 e i 40 voli compiuti dai fratelli di Dayton nel corso dell’estate del 19 01 avevano destato l’attenzione di una tale rispettabile istituzione, ma soprattutto del nume tutelare dell’aeronautica del tempo. Octave Chanute era un rispettato ingegnere civile, oltre a essere presidente della Western Society of Engineers, e si era cimentato nella comprensione ingegneristica del volo; aveva realizzato alcuni alianti, che gli Wright testarono nella stessa estate del 1901, ma soprattutto aveva riposto da subito grande fiducia nei due fratelli. A firma di Wilbur Wright fu così presentata al convegno, svoltosi nel settembre 1901, una memoria, dal titolo 6RPH $HURQDXWLFDO ([SHULPHQWV, dove si esponevano i risultati degli esperimenti compiuti nel corso delle due stagioni. Uno dei messaggi fondamentali che Wilbur fece passare riguardava gli errori che evidentemente presentavano le tavole redatte da “Herr Otto Lilienthal”; i principali problemi riscontrati nel 1901 dagli Wright sono riportati nella memoria presentata alla Society. Parlando del proprio aliante, Orville disse: “E’ sembrato tristemente carente nella forza di sostentamento [oggi diremmo SRUWDQ]D] rispetto a quella calcolata per superfici di quella dimensione. Abbiamo supposto che questa mancanza possa essere dovuta a una o più tra le seguenti cause: (1) che la profondità della curvatura delle nostre superfici fosse insufficiente, essendo soltanto nel rapporto di 1/22 anziché di 1/12. (2) che il tessuto usato per le nostre ali non fosse sufficientemente ermetico, e lasciasse passare aria. (3) che le tavole di Lilienthal fossero in qualc he modo esse stesse in errore.” 16 La versione scritta dell’intervento di Wilbur Wright fu redatta in un secondo tempo, ed è forse edulcorata per via dei positivi risultati che seguirono, ma diversi commentatori 17 pensano che gli Wright nutrissero risentimento nei confronti del povero Lilienthal, salvo poi scoprire che questi non aveva compiuto nessun errore di misura. In ogni modo, in quell’intervento la parola “errore” era stata associata con il nome del più celebre pioniere dell’aviazione, e i due fratelli si resero subito conto che occorrevano dati sperimentali a suffragare la pesante affermazione. /¶HVSHULPHQWRFRQODELFLFOHWWD L’utilizzo della bicicletta, l’oggetto tecnico che i fratelli Wright conoscevano meglio, fu cruciale ai fini di un esperiment o essenziale nella prosecuzione della loro attività. Il fine era di arrivare a conoscere, in modo empirico, quali fossero le caratteristiche geometriche che avrebbero permesso alle ali di sostenere il peso del velivolo, una volta fissati gli altri parametri del sistema. La malcelata necessità era pure quella di dimostrare empiricamente che i calcoli di Lilienthal erano errati. Nel corso dell’autunno del 1901 i due sperimentarono in modo geniale quale fosse la portanza generata da un certo profilo d’ala, secondo l’angolo d’attacco scelto. A una bicicletta fu fissato, probabilmente sopra la struttura metallica anteriore atta a reggere i cesti, un asse verticale, attorno al quale era libero di ruotare un cerchione di bicicletta. Sulla circonferenza del cerchione, secondo lo schema rappresentato in fig. 7, furono fissati due elementi verticali: il primo, un rettangolo di 8 × 12 pollici (circa 20 × 30 centimetri, grossomodo la grandezza del formato UNI A4), trasversalmente alla direzione di marcia; l’altro, un profilo alare di analoghe dimensioni, quasi allineato con la direzione di marcia. Fig. 7: schema dell’esperimento con la bicicletta Lanciata la bicicletta in discesa, così da lasciare il guidatore libero dal dover pedalare, una volta raggiunta una veloci tà minima (una trentina di chilometri orari) necessaria per creare un sufficiente effetto portanza, il guidatore della bicicletta, che sino a quel momento aveva mantenuto bloccata la ruota orizzontale posta di fronte a sé, la lasciava libera, permettendone la rotazione. Secondo i calcoli che Otto Lilienthal aveva presentato nelle proprie tavole, per un certo valore di incidenza del profilo alare (ossia per un certo valore angolare di disallineamento del profilo rispetto alla direzione di marcia), la portanza originata da questo doveva essere perfettamente controbilanciata dalla resistenza generata dall’elemento rettangolare e dallo stesso profilo alare (frecce nella fig. 7) 18. Gli esperimenti condotti con questo bizzarro strumento permisero agli Wright di testare differenti profili alari, e di individuare per ciascuno di essi i corretti valori di incidenza che portavano all’equilibrio dei due elementi. Tali valori risultarono fondamentali per il sostentamento in volo dell’aeroplano. Fatto fondamentale fu la conferma che i valori indicati da Lilienthal non erano corretti. Le differenze tra valori teorici indicati dalle tavole e valori sperimentali erano notevoli: secondo Lilienthal la portanza del profilo alare avrebbe dovuto controbilanciare la resistenza dell’elemento piatto per un angolo di inclinazione del primo di 5 gradi; le verifiche effettuate indicavano un angolo di circa 18 gradi. Non si trattava di differenze giustificabili con diversi apparati di prova: doveva esistere un errore sistematico tale da di storcere i dati. La bicicletta costituiva il mezzo attraverso il quale si generava una corrente d’aria relativa tale da produrre una portanza sufficiente; allo stesso tempo un elemento della bicicletta formava l’apparecchio che permetteva il movimento (attorno ad un asse perpendicolare alla direzione di marcia) degli elementi da testare. E’ indubbio che la facile disponibilità di entrambe (la bicicletta e la sua parte) facilitò la scelta degli Wright. Poco dopo questo esperimento gli Wright compirono un ul teriore passo in avanti, con la costruzione della prima galleria del vento. La bicicletta poteva dare utili indicazioni, ma era difficile mantenerla a velocità costante in modo certo; mantenere sotto controllo tutti i parametri facendo variare solamente gli angoli d’attacco delle superfici alari non era affatto agevole. Questi problemi fecero propendere per uno spostamento di prospettiva: non più un corpo (il profilo alare) in movimento in un fluido (l’aria) fermo, ma viceversa. Con la galleria del vento e due bilance a molla appositamente progettate, gli Wright poterono ulteriormente verificare che le tavole di Lilienthal erano effettivamente sbagliate, ma non per causa dell’imperizia del veleggiatore tedesco; l’errore risiedeva nel valore abbondantemente errato di un coefficiente, detto di Smeaton dal nome del proprio inventore, utilizzato in fluidodinamica per la determinazione delle forze, così come da Lilienthal nei calcoli per la redazione delle proprie tavole. Il perfezionamento dell’esperimento per me zzo della galleria del vento non sminuisce l’importanza del primo tentativo con la bicicletta; piuttosto, proprio le prove eseguite con le due ruote confermarono ai fratelli di Dayton che la strada intrapresa era corretta, e che serviva solamente una maggiore precisione. Gli “incroci pericolosi” tra aeroplano e bicicletta non finiscono qui: le bilance utilizzate nella galleria del vento per misurare i coefficienti di portanza e di resistenza furono realizzate, tra l’altro, con raggi di biciclette di scarto, mentre per fissare agli alberi le ruote dentate di trasmissione (anch’esse di derivazione ciclistica) il collante utilizzato fu la colla da pneumatici. Ancora, le catene usate per trasmettere il moto dal propulsore alle due eliche erano catene di bicicletta adattate. Questi non sono contributi fondamentali, ma testimoniano con forza come il “filtro” usato dagli Wright abbia loro permesso di usare al meglio ciò che loro conoscevano, oltre che di sopperire a una limitatezza di mezzi materiali, fatto normale in periodi pionieristici come quello del quale sono stati protagonisti. I fatti che seguirono, ossia gli ulteriori esperimenti con l’aliante del 1902, sino al volo del 17 dicembre 1903 con il )O\HU, sono certamente importantissimi, poiché sanciscono l’inizio formale dell’aeronautica moderna; tuttavia, per gli scopi del presente scritto non costituiscono argomento di principale interesse. Essi sono trattati con ampiezza di contenuti in molti dei testi presentati in bibliografia. &RQFOXVLRQL Pur nella continuità della strada battuta dai propri contemporanei, anzitutto Otto Lilienthal e Octave Chanute, gli Wright mostrarono capacità fuori dal comune, coniugando idee con pratica, sperimentazioni a terra con prove di volo, scientificità con inventiva. Questa capacità di attingere a un tempo da numerosi ambiti, di scomporre idealmente insiemi complessi, di risolvere metodicamente, anche per prova ed errore, i problemi che si presentarono loro, è cosa affatto rara, e ha permesso ai fratelli di Dayton di raggiun gere un risultato tecnologico tra i più significativi di un’intera epoca. )LO URXJH di queste attività è la capacità di trasporre parti strutturali, funzionali e strutture ideali da ambiti non assimilati, da branche tecnologiche sino a quel momento senza c ontatti. Questa attenzione permise agli Wright di evitare strade sbagliate, come l’imitazione del volo animale, che tanto successo aveva riscosso sino a quel momento. I due presero dalle caratteristiche dei volatili solo alcune peculiarità, senza cadere ne lla comoda tentazione di un’imitazione completa della meccanica di volo. Rileggendo a posteriori il loro percorso, i fratelli non affrontarono il problema con un approccio riduzionista, apparentemente più comodo. Non tentarono, come detto, l’imitazione, la replica fedele, l’approccio scientifico analitico. Piuttosto, loro scopo era l’emulazione, ossia non la riproduzione delle singole funzioni, ma l’ottenimento finale dello stesso risultato di ciò che la natura offriva; per arrivarvi scomposero funzionalmente i diversi sistemi dell’aereo (idealmente e in concreto, secondo la dichiarazione di Wilbur Wright sopra riportata), ma affrontarono i problemi con la loro cultura multidisciplinare, utilizzando tutte le loro conoscenze, ivi comprese quelle derivanti dall’esperienza con le biciclette, fondendo i risultati con un approccio sintetico. %LEOLRJUDILDFDS Giuseppe CIAMPAGLIA, ,IUDWHOOL:ULJKWHOHORURPDFFKLQHYRODQWL , ROMA : IBN, 1993 Tom D. CROUCH, ,IUDWHOOL:ULJKWODFRQTXLVWDGHOO¶DULD , Vercelli : White Star, 2004, Leonard S. HOBBS, 7KH :ULJKW EURWKHUV HLQJLQHV DQG WKHLU GHVLJQ , Washington : Smithsonian Inst. Press, 1971 Fred HOWARD, :LOEXU DQG 2UYLOOH D ELRJUDSK\ RI WKH :ULJKW EURWKHUV, New York : Knopf, 1987 Peter L. JAKAB, 9LVLRQVRID)O\LQJ 0DFKLQH7KH:ULJKW%URWKHUV DQGWKH3URFHVVRI,QYHQWLRQ , Washington : Smithsonian Books, 1997 (c1990) Jean-A. KEIM, %UHYHVWRULDGHOODIRWRJUDILD , Torino : Einaudi, 2001 Fred C. KELLY, 7KH:ULJKW%URWKHUVE\)UHG&.HOO\D%LRJUDSK\ $XWKRUL]HG E\ 2UYLOOH :ULJKW, New York : Harcourt, Brace & Co., 1943 Fred C. KELLY (ed.), +RZ:H,QYHQWHGWKH$LUSODQHDQ,OOXVWUDWHG +LVWRU\, New York : Dover, 1988 (c1953) Fred C. KELLY (ed.), 0LUDFOH DW .LWW\ +DZN WKH /HWWHUV RI :LOEXU DQG2UYLOOH:ULJKW, New York : Arno Press, 1972 (New York : Farrar, Straus & Young, c1951) (Amazon: New York : Da Capo Press, 2002) Etienne Jules MAREY, $QLPDO0HFKDQLVP$7UHDWLVHRQ7HUUHVWULDO DQG $HULDO /RFRPRWLRQ, London : Henry S. King & Co., 1874 [ed. francese 1873] Etienne Jules MAREY, 3K\VLRORJLH GX PRXYHPHQW /H YRO GHV RLVHDX[, Paris : Masson, 1890 Marvin W. MCFARLAND, 7KH3DSHUVRI:LOEXUDQG2UYLOOH:ULJKW , New York : McGraw-Hill, 1953 Eadweard MUYBRIDGE, $QLPDO /RFRPRWLRQ $Q (OHFWUR SKRWRJUDSKLF ,QYHVWLJDWLRQ RI &RPVHFXWLY H 3KDVHV RI $QLPDO 0RYHPHQWV, Philadelphia : Lippincott, 1887 James Bell PETTIGREW, $QLPDO/RFRPRWLRQRU:DONLQJ6ZLPPLQJ DQG)O\LQJ:LWKD'LVVHUWDWLRQRQ$HURQDXWLFV , London : Henry S. King & Co., 1874 Josef POPPER-LYNKEUS, 'HU 0DVFKLQHQ XQG 9RJHOIOXJ HLQH KLVWRULVFKNULWLVFKH IOXJWHFKQLVFKH 8QWHUVXFKXQJ PLW EHVRQGHUHU +HUYRUKHEXQJ GHU $UEHLWHQ YRQ $OSKRQVH 3pQDXG , Berlin : M. Krayn, 1911 James TOBIN, 7R &RQTXHU WKH $LU WKH :ULJKW %URWKHUV DQG WKH *UHDW5DFHIRU)OLJKW, New York : Free Press, 2003 Abbott P. USHER, $+LVWRU\RI0HFKDQLFDO,QYHQWLRQV , New York : Dover, 1988 (1^ ed. 1954) 6LWRJUDILDFDS Aerostories, <http://aerostories.free.fr/precurseurs/penaud/>, [28/10/2005] To Fly Is Everithing..., <http://invention.psychology.msstate.edu/> , [28/10/2005] Wright Brothers Aeroplane Company and Museum of Pioneer Aviation Home Page, <http://www.first-to-fly.com/>, [28/10/2005] Wright Brothers: Wilbur & Orville Wright, <http://www.wam.umd.edu/~stwright/WrBr/Wrights.html>, [28/10/2005] First Flight, <http://firstflight.open.ac.uk/>, [28/10/2005] Etienne Jules Marey, <http://www.expo-marey.com/>, [28/10/2005] 1RWHDOFDSLWROR 1 Il dibattito su chi sia stato effettivamente il primo uomo a volare con un mezzo più pesante dell’aria, ossia con un mezzo che non sia sospinto in alto da un gas riscaldato, è tutt’altro che concluso (il nome del brasiliano Santos Dumont è uno degli alternativi agli Wright). Per gli scopi di questo saggio, tuttavia, ciò non è di fondamentale importanza, poiché i fratelli Wright, pur tenendo conto dei risultati ottenuti da altri precursori del volo (tra gli altri, Sir George Cayley, Horatio Phillips, Octave Chanute e Otto Lilienthal), operarono in modo indipendente dagli altri inventori che in quel periodo portarono a termine i propri lavori. 2 Il modellino era stato progettato da Alphonse Penaud, che assegnò il nome SODQRSKRUH alla creazione. Il 18 luglio 1871, l’allora ventunenne Penaud dimostrò di fronte ai membri della Société Française de Navigation Aérienne che il proprio aereo era in grado di volare, coprendo distanze vicine ai 60 metri. Penaud, che tra l’altro ripubblicò i lavori di Cayley, fu autore di numerose pubblicazioni, e fu il primo a enunciare chiaramente tre dei principali problemi legati alla navigazione aerea: resistenza dell’aria, resistenza della macchina e leggerezza del motore. Morì nel 1880, a 30 anni, troppo presto per vedere l’evoluzione delle proprie idee o per svilupparne delle nuove. V. <http://aerostories.free.fr/precurseurs/penaud/>, [28/10/2005]. 3 Milton Wright e la sua famiglia si spostarono una dozzina di volte prima di stabilirsi in modo definitivo a Dayton, centro politico della United Brethren Church. 4 “Our first interest began when we were children. Father brought home to us a small toy actuated by a rubber spring which would lift itself into the air. We built a number of copies of this toy, which flew successfully. By "we" I refer to my brother Wilbur and myself. But when we undertook to build the toy on a much larger scale it failed to work so well. The reason for this was not understood by us at the time, so we finally abandoned the experiments. In 1896 we read in the daily papers, or in some of the magazines, of the experiments of Otto Lilienthal, who was making some gliding flights from the top of a small hill in Germany. His death a few months later while making a glide off the hill increased our interest in the subject, and we began looking for books pertaining to flight. We found a work written by Professor Marey on animal mechanism which treated of the bird mechanism as applied to flight, but other than this, so far as I can remember, we found little.” (Deposizione fornita da Orville Wright in occasione di un’udienza di tribunale il 13 gennaio 1920, in Fred C. KELLY, +RZ :H ,QYHQWHG WKH $LUSODQHDQ,OOXVWUDWHG+LVWRU\, New York : Dover, 1988, pp. 102-103). Il testo di Marey che gli Wright devono avere consultato è $QLPDO 0HFKDQLVP $ 7UHDWLVH RQ 7HUUHVWULDO DQG $HULDO /RFRPRWLRQ nella sua edizione pubblicata a Londra nel 1874. L’originale francese, /D PDFKLQH DQLPDOH, è dell’anno precedente. 6 L’esperimento di Muybridge sul cavallo al galoppo era stato richiesto nel 1879 dall’allora ex-governatore della California, Leland Stanford, al fine di verificare se la teoria di Marey, secondo la quale il cavallo si trovava in un istante con tutte e quattro zampe sollevate da terra, fosse veritiera. Le 12 macchine utilizzate per fotografare il cavallo diedero esito positivo, dando fama a Marey. I due si incontrarono a Parigi nel 1882; in quell’occasione Muybridge proiettò le fotografie grazie al proprio speciale apparecchio denominato “zoopraxiscopio”. Marey fu pure realizzatore di un “fucile fotografico”, nel 1882, che permetteva di eseguire scatti fotografici sino a 10 per secondo seguendo bersagli in movimento. Su questi esperimenti v. ad es. Jean-A. KEIM, %UHYHVWRULDGHOODIRWRJUDILD, Torino : Einaudi, 2001, pp. 4748. 7 Un testo sicuramente letto dagli Wright fu $QLPDO /RFRPRWLRQ RU :DONLQJ 6ZLPPLQJ DQG )O\LQJ :LWK D 'LVVHUWDWLRQ RQ $HURQDXWLFV, di James Bell Pettigrew, pubblicato a Londra nel 1874, ossia nello stesso anno del testo del professor Marey. 8 L’originale recita: “I am convinced that human flight is both possible and practical”. 9 L’innovazione (intesa come invenzione economicamente profittevole) dello pneumatico con camera d’aria gonfiabile è del 1888, a opera di John Dunlop. 10 “Le difficoltà che sbarrano la via al successo nella costruzione della macchina volante sono di tre tipi: (1) quelle in relazione alla costruzione delle ali di sostegno; (2) quelle in relazione alla generazione ed all’applicazione dell’alimentazione richiesta per condurre la macchina in aria; (3) quelle concernenti l’equilibrio e la conduzione della macchina una volta che essa sia effettivamente in volo” (Da Wilbur WRIGHT, 6RPH $HURQDXWLFDO ([SHULPHQWV, in “Journal of the Western Society of Engineers”, December, 1901). 11 Abbott P. USHER, $+LVWRU\RI0HFKDQLFDO,QYHQWLRQV, New York : Dover, 1988 (1^ ed. 1954). 12 “La formazione di nuove organiche relazioni tra le idee, o tra gli agenti materiali, o in termini di comportamento è alla base di ogni invenzione e innovazione.” (,YL, p. 21). 13 “For purposes of generalized exposition, this analysis of the individual act of insight can be formalized as a genetic sequence of four steps. The first step is the perception of a problem, which is conceived as an incomplete or 5 unsatisfactory pattern. Typically, the problem is an unfulfilled want. Gratification is made effectively possible by some fortuitous configurations in events or in thought, which present to the individual all the data essential to a solution. This step can be called the VHWWLQJ RI WKH VWDJH. […] for the general process of invention this step is dependent upon pure chance, or upon the mediated contingency of a systematic effort to find a solution by trial and error.” (,YL, p. 65). 14 Il sito scelto per gli esperimenti fu Kitty Hawk, lo stesso che sarebbe stato teatro, nel dicembre 1903, del primo volo del )O\HU. 15 (Assuming then that Lilienthal was correct in his ideas of the principles on which man should proceed, I conceive that his failure was due chiefly to the inadequacy of his method, and of his apparatus. As to his method, the fact that in five years’ time he spent only about five hours, altogether, in actual flight is sufficient to show that his method was inadequate. Even the simplest intellectual or acrobatic feats could never be learned with so short practice, and even Methuselah could never have become an expert stenographer with one hour per year for practice. I also conceive Lilienthal’s apparatus to be inadequate not only from the fact that he failed, but my observations of the flight of birds convince me that birds use more positive and energetic methods of regaining equilibrium than that of shifting the center of gravity.” (Lettera a di Wilbur Wright a Octave Chanute del 13 maggio 1900, in Marvin W. MCFARLAND, 7KH3DSHUVRI:LOEXUDQG2UYLOOH :ULJKW, New York : McGraw-Hill, 1953). 16 “…it appeared sadly deficient in lifting power as compared with the calculated lift of curved surfaces of its size. This deficiency we supposed might be due to one or more of the following causes: (1) That the depth of the curvature of our surfaces was insufficient, being only about l in 22 instead of 1 in 12. (2) That the cloth used in our wings was not sufficiently air tight. (3) That the Lilienthal tables might themselves be somewhat in error.” (Wilbur WRIGHT, 6RPH$HURQDXWLFDO([SHULPHQWV, in “Journal of the Western Society of Engineers”, December, 1901). 17 Tra questi si annovera Nick Engler, attualmente a capo della Wright Brothers Aeroplane Company. 18 Per quanto il profilo alare generi portanza e fenda l’aria, incontra in ogni modo, alla stregua di qualsiasi solido immerso in un fluido, una resistenza della quale si deve tenere conto nei calcoli.