Aerei a decollo verticale: RIASSUNTO FINALE

In questo blog è stato analizzato il brevetto 3.231.221 del 1966 di Haviland H. Platt riguardante un aereo capace di decollare ed atterrare in verticale. Il velivolo in questione è un convertiplano; ciò che lo differenzia da un aereo “classico” è il fatto di poter inclinare le eliche in due modi: verticalmente, durante decollo e atterraggio, ed orizzontalmente, durante il volo in avanti. Gli aeromobili dotati di questa caratteristica vengono definiti VTOL  (dall’inglese Vertical Take-Off and Landing) e questo acronimo è adottato in quasi tutto il mondo, indipendentemente dalla lingua parlata.

Haviland H. Platt, autore del brevetto

Non si tratta del primo brevetto di Platt: l’ingegnere statunitense è infatti autore di numerosi patents, riguardanti tutti il campo dell’aeronautica. Inoltre, è il co-fondatore della ditta Platt-Le Page, costruttrice del primo aeromobile VTOL ad essere utilizzato nell’esercito Americano, l'XR1.

Platt-Le Page XR1

Il primo convertiplano venne brevettato nel 1920 da F. Vogelzang, a cui fanno seguito diversi altri modelli; tuttavia, nessuno di essi venne mai effettivamente costruito se non sottoforma di prototipo. Di conseguenza, il brevetto di Platt si può considerare sia un’invenzione vera e propria, in quanto ben pochi convertiplani avevano volato prima del 1966, ma anche un’innovazione, perché prende spunto da brevetti precedenti e apporta modifiche; ad esempio, inserisce l’elica in un supporto cilindrico, ottenendo la stessa spinta con un’elica di diametro dimezzato. Però, non suggerisce nulla riguardo i materiali da utilizzare.

L'elica montata in un supporto cilindrico, una delle innovazioni di Platt

Articolo riguardante il test
di volo del convertiplano Bell XV-3

Il brevetto non venne assegnato ad alcuna impresa, bensì allo stesso Platt. Probabilmente fu anche questo uno dei motivi per cui il velivolo in questione non venne mai effettivamente costruito, di conseguenza non sono presenti particolari pubblicità. Tuttavia, il brevetto qui analizzato contribuì sicuramente allo sviluppo del volo in verticale, in quanto molti brevetti posteriori lo citano e fanno riferimento ad esso; compaiono i primi articoli di giornale sugli aerei a decollo verticale, ma anche video, modellini e anche le Esposizioni di Aeronautica comprendono settori riservati ai velivoli VTOL.

Ai giorni nostri, gli aeromobili VTOL non sono ancora molto utilizzati anche se sono attivi molti progetti che prevedono l’utilizzo di convertiplani anche per scopi commerciali in un futuro non troppo lontano. Ad oggi, questi velivoli sono utilizzati per lo più per scopi bellici, ad esempio il Bell V22 Osprey, utilizzato dall’esercito Americano, o per attività di soccorso. A tal proposito una ditta italiana, la Leonardo-Finmeccanica, è una delle aziende più all’avanguardia: il convertiplano AW609 è infatti tra i migliori sul mercato internazionale e di conseguenza è uno degli aerei VTOL più utilizzati.

Bell V22 Osprey

AW609

Aerei a decollo verticale: gli SVILUPPI dell'invenzione

Dalla pubblicazione del brevetto, i convertiplani non hanno subito particolari cambiamenti. Uno dei motivi è sicuramente il fatto che ancora oggi non sono molti i convertiplani effettivamente utilizzati: il trasporto civile è infatti ancora impossibile e neanche gli aeromobili utilizzati per scopi bellici differiscono molto da quelli utilizzati nel secolo scorso.

Uno dei (pochi) modelli di convertiplani presenti ai giorni nostri è il Bell V-22 Osprey: alcuni di questi velivoli vengono infatti utilizzati dall'Esercito Americano. I primi progetti del V-22 risalgono agli anni '80 del secolo scorso ma bisogna aspettare il 2007 prima che esso diventi effettivamente operativo. I costi di costruzione sono elevatissimi; i primi test di volo falliscono e a causa di essi muoiono più di trenta persone nel giro di venti anni.

Bell V-22 Osprey

Perciò, i convertiplani presenti al giorno d'oggi sono solo la "prima generazione", di conseguenza eventuali cambiamenti nel design o nelle modalità d'uso di questi aerei saranno visibili solo prossimamente.

Aerei a decollo verticale: la PRESENZA AL GIORNO D'OGGI

Senza considerare gli elicotteri, ad oggi non sono molti gli aerei a decollo verticale utilizzati, in particolare convertiplani.
Tuttavia, l'Italia è una delle nazioni più attive in questo campo: l'azienda più importante è la Leonardo-Finmeccanica. Il convertiplano AW-609 rientra tra i modelli più venduti al mondo: è in grado di trasportare fino a 9 passeggeri e nel 2016 ne erano stati ordinati una sessantina, con richieste provenienti da tutto il mondo (qui l'articolo completo).
Come specificato in questo articolo, pochi mesi fa è stato anche annunciato che degli AW-609 verranno utilizzati negli Stati Uniti per attività come elisoccorso o trasporto off-shore.

AW-609

Invece la Francia sta lavorando ad un progetto finanziato dall'Americana Uber che prevede l'utilizzo di convertiplani come dei veri e propri taxi volanti: perciò tra non molti anni potremmo farci dare un passaggio da questi mezzi di trasporto particolari... A meno che non soffriamo di vertigini!

Aerei a decollo verticale: la PUBBLICITA'

IMPORTANTE: non tutte le seguenti immagini si riferiscono esattamente al modello di Platt (n. 3.231.221), ma anche ad alcuni altri convertiplani.

Articolo riguardante il volo di prova del convertiplano Bell XV-3
La Bell è un'industria aeronautica statunitense operativa ancora oggi

Modellini di convertiplani
Il Platt LePage XR-1 fu uno dei più importanti aeromobili impiegati nell'US Army

Cliccando qui è possibile vedere un filmato del 1960 utilizzato come pubblicità dell'aereo Bell XV-3

Aerei a decollo verticale: IMPRESA ASSEGNATARIA

Il brevetto non fu assegnato a nessuna ditta particolare: si nota infatti che l'inventore coincide con l'assegnatario. Non risulta che Haviland Platt abbia effettivamente realizzato un aereo come quello descritto in questo brevetto.

Aerei a decollo verticale: ABBECEDARIO

A come Aereo
B come Bell V22
C come Convertiplano
D come Decollo
E come Elicottero
F come Farnborough
G come 
H come Haviland Platt
I come Icaro
J come Jet
K come
L come Leonardo-Finmeccanica
M come Montgolfier
N come New York
O come
P come Platt-Le Page
Q come
R come Rotazione delle eliche
S come Spinta 
T come
U come USA
V come VTOL
W come Wright
X come XR-1
Y come
Z come

Essendo il blog incentrato su un velivolo, alcune parole non rimandano direttamente al brevetto analizzato ma riguardano l'aeronautica e il volo in generale.
Ad esempio, Icaro è il nome dell'eroe Greco che secondo il mito costruì insieme a suo padre delle ali di cera per scappare, volando via dal Labirinto in cui era imprigionato; i fratelli Wright sono stati i primi ad aver fatto sollevare da terra una macchina più pesante dell'aria; i fratelli Montgolfier furono invece gli inventori del primo pallone aerostatico in grado di trasportare persone, più noto con il nome di mongolfiera.

Aerei a decollo verticale: i BREVETTI NEL BREVETTO

All'interno del brevetto n. 3.231.221, Haviland Platt cita direttamente altri tre suoi brevetti, che sono:

• n. 3.039.719: riguarda un precedente modello di aereo a decollo verticale del 1956;
• n. 3.059.876: anch'esso riguarda un tipo di aereo a decollo verticale del 1958, in cui però le eliche non sono ancora montate all'interno dei supporti circolari;
• n. 2.702.168: è l'invenzione di un convertiplano, le cui eliche sono formate da tre pale. Risale all'inizio degli anni '50.

Inoltre, alla fine del brevetto si segnala che l'esaminatore cita altri tre brevetti:

• n. 3.065.929: aereo dalla spinta inclinabile aerodinamicamente, di Jr R. P. Holland;
• n. 3.115.317: ala e turbina montata in un supporto cilindrico, assegnato alla Hawker Siddeley Aviation Ltd;
• n. 3.167.273: sistema di controllo e stabilità e apparato per una turbina d'aereo montata in un supporto cilindrico, di Calderon Alberto Alvarez.

Elica montata in un supporto cilindrico

Convertiplano con eliche a tre pale

Si segnala inoltre il brevetto n.1.353.501, di Frank Vogelzang: la sua invenzione può considerarsi il punto di partenza per i futuri convertiplani, in quanto è la prima "macchina volante" che permette di inclinare a piacimento le ali del velivolo.

Riguardo Haviland H. Platt...

Per vedere un video dell'aeromobile Platt-Le Page XR-1, cliccare qui.

Platt-Le Page XR-1

Per leggere l'articolo del New York Times (1982) che riporta una breve biografia di Platt, cliccare qui.

Inoltre, Platt fu autore di numerosi brevetti oltre a quello sugli aerei a decollo verticale: inventò e sviluppò anche convertiplani, eliche, pompe idrauliche e meccanismi per la rotazione delle ali, ad esempio. Cliccare qui per vederli tutti.

Aerei a decollo verticale: L'INVENTORE

L'autore del brevetto preso in esame fu Haviland Hull Platt, ingegnere e inventore statunitense.

Originario del New Jersey, si laureò in Ingegneria Meccanica ed Elettrica all'Università della Pennsylvania. Tra gli anni '30 e '50 del secolo scorso, fu uno dei maggiori esponenti nel campo dell'aeronautica: a lui si devono numerose innovazioni riguardo agli elicotteri e fu anche a co-fondatore della Platt-Le Page Aircraft Company, chiusa nel 1947 per mancanza di fondi. Nel 1940, Platt creò l'elicottero XR-1, destinato a diventare uno dei più importanti aeromobili della storia, tanto da essere usato addirittura dall'Esercito degli Stati Uniti. 
Anche dopo la chiusura della sua azienda nel 1947, Platt continuò per diversi decenni la sua ricerca, brevettando nuovi tipi di aerei e componenti di aeromobili.

Cliccare qui per trovare la lista di tutti i brevetti di Haviland H. Platt.

Per un approfondimento sull'autore, cliccare sul titolo seguente: Riguardo Haviland H. Platt...

Aerei a decollo verticale: WORDCLOUD

Lingue utilizzate: italiano, inglese, tedesco, francese, spagnolo

Approfondimento sulla bibliografia

Cliccando qui è possibile trovare un breve riassunto in inglese del libro Vertical Takeoff & Landing Aircraft, già citato nel precedente articolo. 

È importante notare che il libro è stato pubblicato pochi anni prima del brevetto analizzato in questo blog.

Aerei a decollo verticale: una BIBLIOGRAFIA

I seguenti libri o articoli trattano degli aerei a decollo verticale:

• Francis J. ALLEN, Bolt upright: Convair's and Lockheed's VTOL fighters, in "Air Enthusiast", Key Publishing, 2007, vol. 127
• Patrick BONIFACE, Tilt-wing testing, in "Aeroplane", 2000, vol. 28, num. 3, pp. 72-78
• John P. CAMPBELL, Vertical Takeoff & Landing Aircraft, New York: The MacMillan Company, 1962
• Stephen HARDING, Flying Jeeps: The US Army's Search for the Ultimate 'Vehicle' in "Air Enthusiast", Key Publishing, 1998, num. 73
• Paul A. JACKSON, A German Military Aviation 1956-1976, Hinckley, Leicestershire, UK: Midland Counties Publications, 1976
• Steve MARKMAN e Bill HOLDER, Straight Up: A History of Vertical Flight, Atglen, Pennsylvania: Schiffer Publishing, 2000
• Bill NORTON, Bell Boeing V-22 Osprey, Tiltrotor Tactical Transport, Earl Shilton, Leicester, UK: Midland Publishing, 2004
• Mike ROGERS, VTOL: Military Research Aircraft, New York: Orion Books, 1989

Aerei a decollo verticale: i CONTESTI (2)

CONTESTO MATERIALE
Nel brevetto non vengono presentati materiali particolari per costruire gli aerei in questione, perciò non c'è alcun tipo di innovazione sotto questo punto di vista.
Il materiale più utilizzato nell'industria aeronautica, tuttavia, era (ed è ancora) l'Alluminio sottoforma di lega della serie 2000 o 7000, usato per costruire tutta la struttura principale dell'aeromobile. Anche le eliche vengono costruite in Alluminio, ma sono anche utilizzabili Acciaio e materiali plastici. 


CONTESTO SOCIALE
Nel brevetto, Haviland H. Platt suggerisce di utilizzare questo tipo di aereo per il trasporto di persone e merci tra città lontane dagli aeroporti già esistenti, in quanto non servirebbero spazi troppo grandi per consentire il decollo e l'atterraggio del mezzo. 
Tuttavia, aerei dotate di queste caratteristiche sono stati impiegati perlopiù in campo militare, soprattutto dall'Esercito Americano. Ancora oggi sono pochissimi gli aerei capaci di decollare e atterrare perfettamente in verticali (escludendo gli elicotteri), anche se le industrie di aeronautica creano continuamente nuovi prototipi e non è escluso che in tempi recenti verranno utilizzati aeromobili VTOL anche per il trasporto di persone. 

Aerei a decollo verticale: i CONTESTI

CONTESTO STORICO
Il convertiplano di Platt fu brevettato a New York nel 1966.
Gli anni '60 furono un decennio molto importante per gli Stati Uniti d'America, segnato da avvenimenti molto importanti quali, ad esempio, l'assassinio del Presidente John Kennedy e la guerra in Vietnam. 
In campo economico si afferma definitivamente il consumismo; inoltre, la rivalità con la Russia si intensifica ulteriormente: continua la cosiddetta corsa allo spazio e il Governo Statunitense finanzia la ricerca aerospaziale e missilistica.
Non è perciò un caso che proprio in questo periodo Haviland Platt brevetti il suo innovativo mezzo di trasporto. 
Inoltre, due anni più tardi, alla Mostra Internazionale ed Esposizione di volo a Farnborough, UK, l'azienda Westland presentò due progetti: il primo, il WE01C era molto piccolo; il WE028, invece, avrebbe dovuto trasportare circa 70 persone, ma entrambi non vennero ulteriormente sviluppati.
Cliccando qui, si potrà vedere un video riguardante l'Esposizione del 1968, segnata inoltre da un incidente aereo che portò alla morte di sei persone.

Prototipo del WE028; a sinistra in basso, quello del WE01C

Aerei a decollo verticale: un GLOSSARIO

Ecco una lista di parole indispensabili per la comprensione del brevetto:

air drag - resistenza aerodinamica

aircraft/airplane - aereo

engine - motore

(forward) flight - volo (in avanti)

fuselage - fusoliera

motion - movimento

pitch - passo dell'elica (l'angolo con il quale l'elica incontra l'aria)

powerplant - generatore di energia

propeller - elica

shafting - albero di trasmissione

shrouded propeller - elica montata all'interno di un supporto

slipstream - scia

swept disc area - area spazzata dal disco (dell'elica)

thrust - spinta, propulsione

tilting - inclinazione (in questo caso, dell'elica)

turbine - turbina

turboprops - turboeliche

vertical take-off airplanes - aerei a decollo verticale

wing span - apertura alare

wing - ala

Aerei a decollo verticale: il BREVETTO

Doak VZ-4, aereo VTOL utilizzato negli anni '60

Il brevetto di Haviland H. Platt inizia con una discussione riguardo agli aerei a decollo verticale e i problemi legati ad essi a cui non si è ancora trovata una soluzione. Infatti, già alcuni anni prima erano stati creati i primi prototipi di aerei VTOL (Vertical Take-Off and Landing, cioè "Decollo e atterraggio in verticale) ma il loro utilizzo riguardava principalmente il campo bellico e non erano particolarmente efficienti, in quanto non erano garantiti né un peso abbastanza ridotto da poter volare senza problemi, né l'aerodinamicità del velivolo.
Platt si propone perciò di risolvere questi problemi, ponendo particolare attenzione alla posizione delle eliche, dei motori e dei serbatoi dell'aereo. Propone anche un nuovo tipo di elica che, grazie al supporto cilindrico all'interno  del quale è montata, garantisce la stessa spinta delle eliche "classiche" ma occupa la metà dello spazio.
Il modello di Platt è un convertiplano, in quanto è possibile inclinare le eliche in modo da avere una spinta verticale durante le fasi di decollo e atterraggio oppure una spinta orizzontale durante il volo in avanti.
Inoltre, un altro obiettivo di Platt era estendere l'utilizzo di queste tecniche di decollo ed atterraggio anche a velivoli adibiti al trasporto di molte persone, specialmente tra città o zone in cui non erano presenti aeroporti. 
In seguito è possibile leggere la descrizione accurata dei disegni presenti nella pagina iniziale del brevetto ed alla fine sono presenti le ultime, precise considerazioni riguardo al brevetto.

Prototipo di convertiplano AW609

Link del brevetto

Di seguito, il link del brevetto a cui si fa riferimento in questo blog:
https://patents.google.com/patent/US3231221A

Tre miti sulla tessitura - parte 3

Le Moire nell'opera The Fates di Bertel Thorvaldsen

Nella mitologia Greca hanno grande importanza le Moire, tre donne che vivevano nell'Ade, il regno dei morti, e da lì decidevano il destino di tutti gli esseri umani e addirittura di tutti gli dei. 

Cloto, che in greco antico significa "io filo", alla nascita di un bambino cominciava a filare; Lachesi, che significa "destino", avvolgeva il filo introno al fuso; infine Atropo, "l'inesorabile", tagliava il filo con delle forbici, ponendo così termine alla vita dell'individuo in questione. 

Nessuno poteva sfuggire al volere delle Moire, neppure le divinità, le quali spesso venivano ostacolate dal destino.

Ed è curioso il fatto che la vita venisse paragonata proprio alla filatura.

 

Tre miti sulla tessitura - parte 2

Il ragno (Aracne) in un dipinto del Veronese

La tessitura è anche al centro dell'attenzione nel mito di Aracne.
Aracne, figlia di un tintore, era una fanciulla abilissima nel tessere splendide tele, tanto che si vociferava che avesse imparato quest'arte direttamente dalla dea Atena, protettrice di questo impiego. Ma la ragazza si riteneva addirittura superiore ad Atena, così decise di sfidarla in una gara. Al termine della contesa, Aracne si dimostrò migliore della dea; quest'ultima, adirata, colpì la ragazza con la sua spola. La fanciulla, disperata, si impiccò, ma Atena la trasformò in un ragno, costringendola così a filare per l'eternità. 

Non a caso, i ragni fanno parte della famiglia delle aracnidi, il cui nome deriva proprio da Aracne, la migliore tessitrice della storia.

Tre miti sulla tessitura - parte 1

Penelope che tesse la tela

La tessitura è stata fin dall'antichità una delle attività più importanti per l'uomo, tant'è che essa è presente in alcuni dei racconti più noti della mitologia Greca.

La prima testimonianza proviene dall'Odissea: nel poema Omerico compare infatti la celeberrima tela di Penelope. La donna, moglie di Ulisse, attese per anni il ritorno del marito e, per evitare di doversi risposare e per rimanere fedele al Re di Itaca, continuò a posticipare la scelta riguardo al futuro sposo affermando che avrebbe deciso con chi convolare a nozze solo dopo aver terminato di tessere il sudario per il suocero Laerte. Tuttavia, l'astuta Penelope di notte disfaceva ciò che aveva tessuto durante il giorno, facendo in modo che la tela risultasse così sempre non finita.

Inoltre, il nome Penelope potrebbe derivare dal sostantivo Greco che significa "filo".

Aerei a decollo verticale

Un aeromobile VTOL (acronimo inglese di Vertical Take Off and Landing) è, secondo la definizione NATO, "un aeromobile con la capacità di decollare e di atterrare verticalmente e di trasferire verso o da il movimento in avanti all'altezza richiesta per superare gli ostacoli circostanti". 

A questa categoria appartengono i convertiplani e gli aerogiri. 

La differenza tra i due gruppi è che l'orientazione dell'elica (o delle eliche, se ce n'è più di una) di un convertiplano non è fissa: durante il decollo e l'atterraggio il loro piano di rotazione è orizzontale, mentre durante il volo in avanti esse vengono ruotate e il loro piano di rotazione diventa verticale; invece, l'orientazione delle eliche di un aerogiro è fissa e il piano di rotazione è orizzontale (il tipo di aerogiro più "famoso" è l'elicottero).

Convertiplano

Aerogiro

definizione originale di VTOL: "The capability of an aircraft to take-off and land vertically and to transfer to or from forward motion at haights required to clear surrounding obstacles"

(NATO, AAP-06 Edition 2006 - NATO GLOSSARY OF TERMS AND DEFINITIONS)