Autogiro

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Un moderno autogiro, l'ELA 07 Cougar

L'autogiro, chiamato anche girocottero, è un'aerodina ad ala rotante dove, a differenza dell'elicottero, il motore non aziona il rotore principale, ma genera una spinta in avanti come per un aeroplano. Nella normativa italiana l'autogiro è un attrezzo sportivo coi limiti di peso dell'ultraleggero motorizzato, con un peso massimo al decollo in versione biposto non superiore a 600 kg ed un carico massimo sul disco rotore di 20 kg/m², fermo restando che l'autogiro che pesa al decollo meno di 450 kg è considerato ultraleggero. In caso comunque di costruzione di autogiro di peso maggiore e con più di due posti essi devono sottostare a tutti gli effetti alle norme che regolano l'omologazione, il rimessaggio, la manutenzione, le procedure a terra ecc. dei normali velivoli commerciali.

Il rotore principale quindi non è messo in moto dal motore rimanendo in folle cioè libero di girare con la forza del vento che lo investe e gira in condizioni di autorotazione. Soltanto al decollo una presa di forza con meccanismo a frizione aziona il rotore principale per dargli un certo numero di giri dipendenti dal peso dell'autogiro e dalle specifiche tecniche di potenza del motore e portanza delle pale dei due rotori, giri questi necessari per avere una minima portanza aerodinamica necessaria per il decollo. In seguito la presa di forza viene disattivata e il rotore principale gira libero grazie alla corrente d'aria che lo investe. Gli autogiri, insieme agli elicotteri e agli elicoplani, costituiscono la famiglia degli aerogiri.

Storia[modifica | modifica sorgente]

L'autogiro nasce nel 1919 ad opera dell'ingegnere spagnolo Juan de La Cierva, che lo inventò dopo aver assistito alla caduta di un bombardiere trimotore da lui progettato, in seguito ad uno stallo[1].

L'idea alla base del progetto fu quindi quella di un velivolo che non potesse stallare mai. La soluzione adottata fu quella di un'ala rotante, un rotore in autorotazione, sempre in movimento indipendentemente dalla velocità del mezzo.

Dopo una serie di esperimenti caratterizzati dall'instabilità dei velivoli, La Cierva arrivò a far volare con successo il suo il C.4 nel gennaio del 1923. Questo è considerato il primo volo nella storia dell'aviazione di un velivolo ad ala rotante. Dopo questo traguardo La Cierva non smise di perfezionare la sua invenzione, ricercando maggiore sofisticazione e sicurezza di volo, e dimostrando il velivolo in varie manifestazioni aeronautiche. Durante uno di questi eventi conobbe Harold Frederick Pitcairn, che nel 1928 fondò la Autogyro Company of America, iniziando l'industrializzazione e la commercializzazione degli autogiro negli Stati Uniti.

Nel 1934 ad Hanworth, in Inghilterra, Juan de la Cierva sperimentò con successo il suo primo autogiro completamente privo di ali fisse, il cui sostegno era interamente affidato all'ala rotante[2].

Lo sviluppo dell'autogiro ebbe un brusco stop in Europa quando La Cierva morì nel 1936, in un incidente aereo causato, ironia della sorte, dallo stallo del velivolo commerciale su cui volava presso l'aeroporto di Croydon, Londra[1]. In Nord America invece Pitcairn continuò gli studi di perfezionamento arrivando a concepire un modello di autogiro con rotore ripiegabile e forza motrice selezionabile tra l'elica traente e le ruote del carrello, che lo facevano divenire un velivolo o un mezzo su ruote in grado di viaggiare su strada. Con questo mezzo Pitcairn effettuò una serie di dimostrazioni di grande successo, ma al momento dell'inizio della sua produzione industriale scoppiò la seconda guerra mondiale.

Tutto quanto era stato sperimentato ed prodotto fino a quel momento per gli autogiro, servì per lo sviluppo definitivo dell'elicottero negli anni seguenti.

Nel dopoguerra è tornato un certo interesse per l'autogiro, per lo più tra gli appassionati di volo e non in ambito commerciale, in quanto esso non aveva vantaggi tali da vincere la concorrenza di aerei ed elicotteri. A causa dello scarso interesse per l'autogiro delle grandi case costruttrici di aeromobili commerciali e militari nel mondo, l'autogiro non è stato adeguatamente sviluppato a favore invece di elicotteri ed aerei tradizionali che sia per i fini militari che commerciali su larga scala hanno il monopolio dell'aria.

Può essere sia un ultraleggero che un aeromobile certificato.

Tecnica[modifica | modifica sorgente]

Contrariamente all'elicottero, il rotore non viene azionato da un motore ma gira in folle: le pale, che generano portanza, per garantire l'autorotazione hanno un'incidenza negativa rispetto al piatto, compensata dalla notevole incidenza positiva del piatto rispetto al piano di trazione.

La spinta propulsiva è data solitamente da un'elica, montata posteriormente all'abitacolo del pilota, ma esistono anche autogiri spinti da motori a reazione. I tedeschi svilupparono inoltre un autogiro privo di motore, il Focke-Achgelis Fa 330, che volava al traino dei sottomarini per avere un più alto punto di osservazione.

Prestazioni[modifica | modifica sorgente]

Un autogiro Pitcairn PCA-2, costruito negli Stati Uniti su licenza della Juan de la Cierva.

L'autogiro consente decolli e atterraggi molto brevi, ed il pilotaggio è più semplice di quello dell'elicottero. Prima del decollo, il rotore viene solitamente messo in rotazione dal motore tramite una presa di forza, che viene poi staccata durante il decollo trasferendo piena potenza al propulsore[3].

Per l'atterraggio, è sufficiente diminuire la spinta propulsiva: la quota, trasformata in energia cinetica, mantiene il rotore in autorotazione e l'aeromobile atterra dolcemente, potendo scendere eventualmente anche quasi in verticale.

In origine, i primi autogiri avevano il piatto fisso ed utilizzavano comandi aerodinamici simili a quelli degli aerei, ma tali comandi divenivano inefficaci durante l'atterraggio. Nei modelli recenti il sistema è stato abbandonato in favore dei comandi sul rotore: i comandi muovono il piatto in avanti (picchiata), indietro (cabrata), a destra e a sinistra. Non c'è passo ciclico né collettivo; il direzionale è identico a quello degli aerei, mentre il piano di coda è fisso[3]. Solitamente dispone inoltre di un freno sul rotore.

Questo mezzo si confronta in modo complesso rispetto all'aereo e all'elicottero. Rispetto all'aereo, da sempre viene considerato un grande vantaggio dell'autogiro la bassissima velocità di stallo. Un autogiro, per quanto non in grado di rimanere fermo in aria in volo stazionario, può volare a velocità molto più basse di quelle dei velivoli ad ala fissa. Questa caratteristica porta gli autogiri ad avere un inviluppo di velocità maggiore di quello degli altri aeromobili.[3] In altre parole, gli autogiri possono volare in un intervallo di velocità maggiore rispetto a quello degli aerei,[3] in ciò dimostrando migliore flessibilità, ma la maggiore resistenza aerodinamica, porta, a parità di motorizzazione, a velocità massime minori,[4] limitando pesantemente, per esempio, gli impieghi militari.[5]

Il confronto con l'elicottero è ulteriormente più complesso. Sebbene molti confondano autogiri ed elicotteri, gli autogiri, storicamente più vecchi degli elicotteri, sono macchine che necessitano di una sofisticazione minore, mentre gli elicotteri, pur essendo in grado di eseguire il volo stazionario, ovvero il restare fermi in aria, hanno bisogno di una serie di dispositivi più complessi. Il rotore principale negli autogiri, non è messo in rotazione da motori e quindi non è necessario contrastare coppie in volo[3]. Come conseguenza, gli autogiri a differenza degli elicotteri, non sono dotati di rotore di coda e hanno comandi più semplici. Per esempio, non è presente il comando collettivo del rotore principale. Le caratteristiche aerodinamiche e la riduzione dei pesi consente, a parità di motorizzazioni, il raggiungimento di velocità maggiori per gli autogiri se paragonati agli elicotteri.[6]

L'autogiro può atterrare quasi in verticale, ma non può né fare hovering né decollare in verticale: tutt'al più, lanciando opportunamente il rotore, è possibile effettuare un jump take-off, che è una salita ripidissima senza corsa di decollo, salita che comunque non va oltre i 45 gradi. Per i modelli sportivi ed ultraleggeri cioè entro i 600 kg di peso al decollo in produzione attualmente si possono toccare facilmente velocità prossime ai 200 km/h e altitudini anche superiori ai 3.000 metri di quota.

Problemi[modifica | modifica sorgente]

Rappresentazione del "delfinaggio" su di un aereo moderno.

L'autogiro stalla in condizioni particolari e molto limitate, questo gli fa acquisire una superiorità in termini di sicurezza rispetto agli aerei, ma può innescare un "delfinaggio" (beccheggio in avanti e indietro) se sottoposto a forze G negative[7]. Questo inconveniente è una delle cause principali di incidenti di questo aeromobile ed è oggetto degli studi fatti sugli autogiro moderni per eliminarlo.

Modelli di Autogiro[modifica | modifica sorgente]

I modelli, visto il peso contenuto di quelli sportivi e ultraleggeri sono mono o biposto, con cabina aperta o chiusa equipaggiati con motori di derivazione motociclistica, alcuni con sistema di sovralimentazione con turbina con potenza per i modelli in produzione nel 2012 nel mondo fino a 120/150 hp con consumi massimi di circa 20 litri di carburante all'ora. Questi consumi sono riferiti ai motori Rotax a due tempi. I motori a quattro tempi consumano di meno ma hanno minor potenza specifica e peso maggiore. Il rotore del motore posteriore può avere a seconda delle esigenze di carico prontezza della risposta e potenza del motore da un minimo di due a tre o quattro pale. Il rotore libero sovrastante l'autogiro di solito ha solo due pale ma esistono modelli con tre o quattro pale. Alcuni modelli più recenti sono dotati oltre ad un tipo di trasponder anche di uno schermo con un navigatore integrato molto simile a quelli automobilistici poiché fabbricato dalle stesse ditte, che però è stato studiato apposta per la navigazione aerea. Normalmente sono equipaggiati solo con la strumentazione necessaria per il volo a vista con luci di segnalazione stroboscopiche e di atterraggio.

Usi dell'Autogiro[modifica | modifica sorgente]

Oltre all'uso da diporto e a quello ricreativo/sportivo gli autogiro moderni vengono utilizzati in tutto il mondo per i più svariati compiti come il controllo bestiame, la prevenzione incendi, eccetera. È escluso l'uso militare nel vero senso del termine poiché il progetto di superleggero non è compatibile con trasporto armamenti pesanti anche se alcune nazioni utilizzano degli autogiro pilotati da militari professionisti per mappare delle zone geografiche e per altri scopi. È pur vero che gli autogiri sono stati utilizzati al fine di ricognizione durante la seconda guerra mondiale in modo esteso.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ a b Murcianos ilustres: Juan de la Cierva y Codorniu (1895-1936). URL consultato il 9 luglio 2011.
  2. ^ (EN) New wingless autogiro gets first test in Popular Science, vol. 124, n. 2, febbraio 1934, p. 30. ISSN: 0161-7370. URL consultato l'11 gennaio 2010.
  3. ^ a b c d e Autogyro History and Theory. URL consultato il 14 ott 2009.
  4. ^ (EN) The Guggenheim Competition in Flight, XIX, n. 25, 23 giu 1927, p. 43. URL consultato il 14 ott 2009.
  5. ^ Dr. Maziar Arjomandi, The Autogyro (PDF), School Of Mechanical Engineering, ottobre 2006, p. 8. URL consultato il 14 ott 2009.
  6. ^ Dr. Maziar Arjomandi, The Autogyro (PDF), School Of Mechanical Engineering, ottobre 2006, p. 34. URL consultato il 14 ott 2009.
  7. ^ how to fly autogyros. URL consultato il 9 luglio 2011.

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