Aeronautica

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Tags : aeronautica, economia

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Aeronautica (scienza)

L'aeronautica è la scienza che studia le leggi fisiche che sottintendono al volo nell'atmosfera terrestre degli aeromobili (in particolare aeroplani) e alle loro tecniche costruttive.

Qualsiasi cosa si muova nell'aria, è detta aerodinamica. Essendo un fluido, l'aria, ha una densità propria. Qualsiasi velivolo è studiato non per attraversare ma per spostare una massa d'aria in modo che esso mantenga un certo equilibrio spostandosi da un punto ad un altro.

Il sogno del volo ha accompagnato l'uomo lungo tutta la sua storia. I primi progetti degni di nota possono essere fatti risalire fino al Rinascimento e alle macchine volanti immaginate da Leonardo da Vinci. Per vedere comunque il primo oggetto 'costruito dall'uomo' alzarsi in volo bisogna arrivare fino al 1783, quando i fratelli Montgolfier realizzarono la prima mongolfiera, da cui i moderni palloni aerostatici.

L'aeronautica moderna nasce comunque agli inizi del XX secolo, con il primo volo del Flyer, l'aeroplano progettato dai fratelli Wright nel 1903, di fatto il primo mezzo più pesante dell'aria ad alzarsi in volo.

Durante il XX secolo l'aeronautica ha avuto uno sviluppo tecnologico senza precedenti, con una fortissima diffusione sia in campo militare che civile, fino a giungere, nella seconda metà del secolo, alla realizzazione di mezzi capaci di abbandonare l'atmosfera.

Una macchina volante, in generale, è un mezzo atto a trasportare ad una certa velocità, da un posto ad un altro per una certa distanza, un carico, sia esso costituito da merci o da persone, oppure un carico bellico, sollevandosi da terra. Ciò comporta quindi che una macchina volante, detta anche aeromobile, debba muoversi in uno spazio a tre dimensioni, contrariamente ad un veicolo terrestre o una nave, che si muovono su una superficie. Una macchina terrestre, infatti, deve essere controllabile in due sole direzioni, mentre il controllo di un aeromobile richiede sistemi che garantiscano il moto corretto anche nella direzione verticale.

Essendo le macchine volanti dotate di massa, esse sono soggette ad una forza peso derivante dall'accelerazione di gravità. Per vincere questa forza e far si che la macchina si sollevi da terra si deve creare una "sostentazione" e ad essa si dovrà aggiungere una "propulsione".

Esistono due tipi di sostentazione: statica e dinamica. La prima (derivante dal principio della spinta di Archimede) consiste nel riempire un aerostato di un fluido più leggero dell'aria (come ad esempio l'elio) e creare uno squilibrio delle forze verticali. In questo modo si ha un movimento verso l'alto.

Nel secondo caso, invece, quello della sostentazione dinamica, si ha la necessità di un moto relativo tra la macchina ed il fluido.

In generale possiamo distinguere la propulsione in: a reazione o inerziale.

La prima consiste nell'accelerare una massa di fluido in una certa direzione e sfruttare la "reazione" per avere un moto in senso opposto; orientando la reazione, si può orientare la direzione della spinta. Nel caso della propulsione inerziale, si sfrutta invece l'energia potenziale che un corpo acquista se portato in quota e liberato in un campo gravitazionale (quale quello terrestre). La macchina, infatti, perdendo quota, acquista energia cinetica e quindi, velocità.

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Aeronautica Militare

Bandiere di guerra delle forze armate italiane e della Guardia di Finanza in sfilata per la festa della Repubblica. La bandiera di guerra dell'Aeronautica Militare è al centro.

L'Aeronautica Militare è, assieme a Esercito Italiano, Marina Militare ed Arma dei Carabinieri, una delle quattro forze armate italiane, in particolare quella destinata alle operazioni aeree.

Nel 2006 disponeva di un organico di oltre 45.000 effettivi, di cui ufficiali 6.750, marescialli 28.310, sergenti 3.243, volontari di truppa 7.185.

Le origini dell'aeronautica italiana possono essere fatte risalire alla campagna d'Africa Orientale del 1887-1888, quando il genio militare utilizzò degli aerostati a scopo di osservazione dall'alto. La sezione aeronautica del genio si espanderà negli anni successivi fino ad assumere la dimensione di una brigata e successivamente di un battaglione. In seguito alla venuta su invito di Wilbur Wright a Roma nel 1909 e delle dimostrazioni che diede delle caratteristiche dell'aeroplano, questi fu adottato e la prima scuola di volo militare fu fondata a Centocelle (Roma) che divenne il primo aeroporto italiano. Il primo brevetto di pilota venne rilasciato nel maggio 1911 al tenente di vascello Mario Calderara. Il primo utilizzo operativo delle forze aeree avvenne con la campagna di Libia del 1911-1912, attraverso l'utilizzo di 4 aerostati, 2 dirigibili e 28 aerei.

Dopo le prime risultanze positive nell'impiego bellico, in Italia si sviluppò l'armata dell'aria, sotto il controllo dell'esercito, però non vi furono destinate abbastanza risorse economiche e allo scoccare della prima guerra mondiale nel 1915 le forze aeree italiane consistevano in solo 86 aerei. Le esigenze belliche e la sempre maggiore importanza delle operazioni dal cielo fecero diventare una priorità la costruzione di nuovi aerei e in pochi anni se ne costruirono circa 12.000, in gran parte dalle officine Caproni. Le forze aeree si specializzarono in bombardamenti e i raid più importanti avvennero sulle coste del mar Adriatico, nel 1917 a Pola (in quel momento facente parte dell'impero Austro-Ungarico) e addirittura sulla capitale dell'Impero, Vienna, dove nel 1918 avvenne un'incursione di 7 aerei guidati da Gabriele d'Annunzio.

Anche la specializzazione aerea dei caccia ebbe una notevole espansione e si cominciarono a conoscere i primi nomi degli assi, come Francesco Baracca.

La Regia Aeronautica nel primo conflitto mondiale dovette pagare un costo notevole in termini di vite umane, infatti durante il conflitto perirono quasi 2000 aviatori.

L'importanza dell'aeronautica crebbe sempre più anche dopo la fine del conflitto, fino alla decisione di scorporare l'arma dall'esercito, elevandola a forza armata indipendente il 28 marzo 1923. Il suo primo nome fu Arma Azzurra, divenuta poi ufficialmente Regia Aeronautica su decisione del re Vittorio Emanuele III. Il Fascismo la tenne sempre nella massima importanza e con la nomina di Italo Balbo a ministro dell'Aviazione raggiunse la sua massima espansione, presentata dai gerarchi del tempo come un fiore all'occhiello, grazie ai numerosi record conquistati in fatto di lunghi raid (Italia-Brasile e ritorno, Italia-USA e ritorno, ed altri), di velocità media, di velocità massima e di altitudini raggiunte. Il record mondiale di velocità raggiunta con idrovolante con motore a pistoni risale infatti agli anni trenta ad opera appunto del pilota Italiano Francesco Agello. Questi il 23 ottobre 1934, su di un Macchi MC72 raggiunse l'enorme velocità di 709, 202 km orari. L'Italia e gli Italiani ne andavano e ne vanno fieri, visto che il record è tuttora imbattuto.

Insieme alle altre armi, anche l'Aeronautica diede il suo contributo: importante per quantità di aeromezzi fu l'invio di caccia verso il Nord a combattere la battaglia d'Inghilterra insieme agli avieri tedeschi, questo per precisa volontà di Mussolini; in seguito l'Arma fu utilizzata in tutto lo scacchiere mediterraneo per bombardare città lungo la costa (come in Francia) oppure per azioni a difesa della Marina. La scarsissima coordinazione delle due Armi provocò i grandi insuccessi di cui furono protagonisti avieri e marinai italiani (capo Matapan ne è un esempio). È da ricordare che lo Stato Maggiore della Marina italiana, prigioniero di una concezione di guerra poco dinamica e volto alla difesa più che all'attacco, consigliò a Mussolini di non costruire portaerei, invece sicuramente utili per un mare vasto come il Mediterraneo. Mussolini, ormai a guerra iniziata, se ne rese conto e mise subito i cantieri navali al lavoro, tanto che alla fine della guerra stava per essere varata la prima portaerei italiana.

Una delle prime modifiche sostanziali dell'arma aeronautica fu il cambio di denominazione, dopo il referendum del 2 giugno 1946 prese il nome, ancora attuale di Aeronautica Militare.

Un motivo di vanto dell'Arma Aeronautica è la sua pattuglia acrobatica, famosa in tutto il mondo, le Frecce Tricolori.

L'Aeronautica Militare si è anche occupata, fino al 1982, del controllo del traffico aereo nello spazio aereo nazionale. Dopo la smilitarizzazione del settore continua a svolgere la funzione di fornitore dei servizi del traffico aereo (Air Navigation Service Provider) sugli aeroporti militari aperti al traffico civile e nelle relative zone di controllo. I controllori del traffico aereo dell'Arma Azzurra sono presenti anche nei centri di controllo d'area di ENAV SpA per la gestione del traffico militare in volo negli spazi aerei civili. Gli Aerosoccorritori, inoltre, continuano a prestare servizio attivo portando in salvo le persone in pericolo.

La bandiera di guerra venne concessa all'allora Regia Aeronautica, con regio decreto n° 1485 del 17 ottobre 1920 e consegnata al Generale Pier Ruggero Piccio, Comandante Generale per la R.A., il 4 novembre 1923 a Centocelle (Roma).

Con decreto legislativo n° 1152 del 25 ottobre 1947, la bandiera è stata modificata in conseguenza della proclamazione della Repubblica e della sostituzione della bandiera nazionale per la rimozione dal drappo dello scudo sabaudo, stemma di Casa Savoia, in conformità all'articolo 12 della Costituzione della Repubblica italiana. La prima bandiera dell'Aeronautica Militare è un cimelio del Sacrario delle Bandiere presso il museo del Vittoriano a Roma.

Il diritto a fregiarsi dello Stemma Araldico derivò dalla concessione dell'uso della bandiera nazionale alla Regia Aeronautica (regio decreto del 17 ottobre 1920).

Con l'avvento della Repubblica, l'Aeronautica Militare rimase "orfana" di un distintivo d'arma sino al 1970, anno in cui lo Stato maggiore dell'aeronautica inoltrò richiesta di concessione di uno Stemma per l'Arma Aeronautica. Con il decreto del presidente della Repubblica 25 gennaio 1971, veniva concesso lo stemma oggi in vigore.

Scudo sannitico inquartato; nel I di oro, al cavallo alato d'azzurro, inalberato e rivoltato, tenente con le zampe anteriori una fiaccola al naturale (10ª Squadriglia Farman); nel II d'argento al grifo rampante di rosso (91ª Squadriglia Aeroplani da Caccia); nel III d'argento al quadrifoglio di verde (10ª Squadriglia da Bombardamento Caproni); nel IV di porpora al leone di san Marco in maestà con la spada e con il libro degli Evangeli chiuso (87ª Squadriglia Aeroplani). Sopra lo scudo un'aquila turrita d'oro e sotto, su lista svolazzante d'azzurro, il motto pure in caratteri d'oro: «VIRTUTE SIDERUM TENUS».

Il pattugliatore di squadra Aviere della classe Soldati, acquistato dalla Marina Militare nel 1992 ha assunto lo stesso motto.

La marcia di ordinanza dell'Aeronautica Militare fu composta nel 1937 dal primo maestro direttore della banda della Regia Aeronautica, Alberto Di Miniello.

La patrona dell'Aeronautica Militare è la Madonna di Loreto, nome con il quale viene venerata la statua nel santuario della Santa Casa della città di Loreto in provincia di Ancona. La devozione deriva dal decreto di papa Benedetto XV del 24 marzo 1920, con il quale la Madonna di Loreto venne proclamata "Patrona degli Aeronauti". La solennità è il 10 dicembre.

Il suo testo è scritto su una targa in bronzo presso Palazzo Aeronautica, sede dello Stato Maggiore dell'Aeronautica in Roma.

Oltre a questa tipologia di suddivisione in base al ruolo, l'Aeronautica Militare suddivide per esigenze formative il proprio personale in categorie intese ad identificare un settore delimitato di attività che presuppone una specifica preparazione di base comune per tutti gli appartenenti alla stessa Categoria.

La struttura organizzativa dell'Aeronautica Militare ha subìto, negli ultimi anni, profonde modifiche in chiave riorganizzativa per adattare lo strumento aereo alle nuove esigenze dello scenario internazionale, ed anche per "adattarsi" al "nuovo modello professionale" delle forze armate.

Questi Enti sono direttamente dipendenti, insieme dal altri organismi con compiti Territoriali (es.:Regioni Aeree) e di Staff ( es.:Stato Maggiore Aeronautica) dal Capo di Stato Maggiore dell'Aeronautica.

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Accademia Aeronautica

La sede attuale dell'Accademia Aeronautica posta sulla sommità della collina con vista il golfo di Pozzuoli.

L' Accademia Aeronautica è un istituto militare per la formazione degli ufficiali dell'Aeronautica Militare. La sede è posta nel comune di Pozzuoli al confine con il comune di Napoli. Ha il compito di istituto di preparare "giovani ufficiali dai saldi principi morali, motivati ed in possesso delle qualità personali, militari e professionali necessarie per ben operare al servizio del Paese" . È tra le più antiche tra le accademie aeronautiche nel mondo, avendo iniziato le attività nel 1923.

I frequentatori conseguono al completamento degli studi una laurea magistrale della durata di cinque anni. L'Accademia lavora a stretto contatto con l'Università degli Studi di Napoli Federico II, che rilascia tre tipologie di lauree. Per il ruolo naviganti e per il ruolo delle armi è previsto un corso di laurea unico in Scienze Aeronautiche, una branca di Scienze Politiche. Gli allievi ufficiali del Corpo del Genio Aeronautico frequentano la facoltà di ingegneria nelle tre diverse specialità aerospaziale, civile o elettronica, mentre gli allievi ufficiali del Corpo di Commissariato conseguono al termine degli studi la laurea magistrale in giurisprudenza.. Gli allievi, dopo il superamento degli esami militari, conseguono durante la frequenza dell'istituto il grado di sottotenente.

Gli allievi del ruolo naviganti, una volta conseguita la laurea di primo livello al terzo anno di frequenza, interrompono provvisoriamente gli studi accademici per essere sottoposti ad una ulteriore selezione al volo che consente di fregiarsi del titolo di pilota militare o navigatore militare. Una volta conseguito il brevetto presso le scuole di volo in Italia, negli USA o in Canada, il frequentatore rientra in Accademia per terminare gli studi. In circa sei anni dall'entrata in Accademia, i naviganti sono trasferiti ai reparti di volo dove prestano servizio.

Nel 1923, dopo la nascita della Regia Aeronautica come forza armata indipendente, venne istituita l'Accademia Aeronautica il 5 novembre e i primi tre corsi si tennero presso l'Accademia Navale di Livorno. Di seguito, venne deciso il trasferimento a Caserta presso il palazzo reale. È questo istituto che fece da scenario al film I tre aquilotti del 1942 che aveva nel cast Alberto Sordi alle prese con le prime esperienze cinematografiche.

La sede venne mantenuta fino all'agosto del 1943. Con il precipitare degli eventi per le forze armate italiane nel corso della seconda guerra mondiale, si pensò di trasferire le attività più a nord, presso il Collegio Aeronautico di Forlì, dove giunse la notizia dell'Armistizio di Cassibile che di fatto portò alla chiusura temporanea dell'istituto.

L'istituto venne ricostituito a Brindisi dove condivise fino alla fine della seconda guerra mondiale la sede provvisoria con l'Accademia Navale.

Nel novembre 1945 venne scelta una nuova sede sull'isola di Nisida appartenente al territorio di Napoli, dove i corsi si susseguirono fino al dicembre 1961 data di inaugurazione della sede attuale, poco distante dalla precedente e posta nel confinante comune di Pozzuoli.

In occasione del primo anno accademico nel 1923, venne ideata una cerimonia di battesimo per il primo corso, nel corso della quale alla classe venne consegnato un gagliardetto e attribuito un nome. Iniziando con l'ordine alfabetico, venne utilizzata la "A" e il corso venne contraddistinto con il nome Aquila cui venne fatto corrispondere un motto: Aquila, ad astra audacter!. Da quel momento, ogni anno al corso arruolato si continuò ad assegnare un nome in ordine alfabetico e un motto, nonché un colore. L'anno successivo venne incorporato il corso Borea con il rispettivo motto Borea, boream devince, poi il corso Centauro con il motto Centauro, alla tua corsa la nube è fango e il vano vento è suolo; procedendo fino alla "Z" con il corso Zodiaco, saltando però la lettera H e la lettera Q. Nel 1936 il corso che doveva portare il nome con la lettera "R" fu chiamato Rex, in onore del re Vittorio Emanuele III.

Nel 1943 dopo il corso Zodiaco, venne deciso di ricominciare dall'inizio nominando i nuovi corsi con lo stesso nome, ma aggiungendo un numero per simboleggiare la generazione successiva. Il corso di quell'anno venne quindi chiamato Aquila II. Dopo le travagliate vicende della seconda guerra mondiale e la proclamazione repubblica, si ritenne poco opportuno il richiamo alla monarchia del nome Rex, per cui nel 1957 venne battezzato il corso Rostro, comunque erede delle tradizioni della generazione precedente.

Negli ultimi giorni di agosto del 2008 sono stati incorporati i primi allievi del corso che verrà battezzato come corso Leone V in occasione della cerimonia del giuramento alla Repubblica nella primavera del 2009. Il concorso che verrà pubblicato nel mese di dicembre è invece mirato all'arruolamento nel 2009 del successivo corso Marte V.

Attualmente in Accademia, oltre al pennone della bandiera italiana svettano altri 20 pennoni, uno per ogni lettera eccetto H e Q. Durante le cerimonie ufficiali, su questi pennoni vengono issati bandiere con i nomi di tutti i corsi, mentre nelle normali giornate vengono issate solo le orifiamme dei corsi presenti, ognuno con il suo colore e con la propria iniziale. Per esempio, nell'estate 2008 erano presenti le orifiamme dei corsi Centauro V, Drago V, Eolo V, Falco V, Grifo V e Ibis V.

Attualmente, a differenza di quanto avveniva originariamente, quando il colore caratteristico di un corso veniva scelto da una madrina, ad ogni corso è assegnato a rotazione un colore ripreso dai quattro che sono presenti nello stemma araldico dell'Aeronautica Militare: il blu, il giallo, il rosso e il verde. Ad esempio, il corso Eolo V è contraddistinto dal verde, il Falco V dal blu, il Grifo V dal giallo, l'Ibis V dal rosso e la sequenza verrà ripetuta con lo stesso ordine per i corsi successivi.

Il 28 marzo 1926, il re Vittorio Emanuele III, consegnò la bandiera di istituto all'allora comandante dell'accademia colonnello Giuseppe Valle che la consegnò nelle mani del primo aspirante del corso Aquila, Fasto Cecconi.

La bandiera fu modificata in conseguenza della proclamazione della Repubblica e della sostituzione della bandiera nazionale per la rimozione dal drappo dello scudo sabaudo, stemma di Casa Savoia, in conformità all'articolo 12 della Costituzione della Repubblica italiana. Il 10 dicembre 1947 sul sedime dell'aeroporto di Capodichino, la bandiera fu sostituita alla presenza del Capo di Stato Maggiore dell'Aeronautica.

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Rotore (aeronautica)

Il rotore dell'Eurocopter Cougar EC-725 MkII al Salone internazionale dell'aeronautica e dello spazio di Parigi-Le Bourget.

Un rotore in aeronautica è l'elemento composto da più pale che attraverso la sua rotazione permette il sostentamento, il pilotaggio e la propulsione di un aerogiro (elicottero, autogiro o elicoplano) o di un convertiplano.

Consiste in un mozzo (in inglese "hub") calettato su di un albero in rotazione libera o posto in rotazione da motori. Al mozzo vengono attaccate generalmente due o più pale, sebbene alcune macchine volanti dell'epoca delle prime sperimentazioni sul volo, vennero pensate con una sola pala.

Differisce fondamentalmente da un elica aeronautica, in quanto quest'ultima genera spinta esclusivamente lungo la direzione di avanzamento dell'aeromobile, mentre i rotori possono generare forze anche in direzioni differenti.

Il rotore per la sua complessità costituisce un sistema fondamentale degli aerogiri. Il sistema rotore comprende anche i sistemi di orientamento delle pale, e in alcuni casi è reso ulteriormente complesso per la presenza di sistemi di ripiegamento pale per il trasporto o immagazzinamento dell'aeromobile, sensori e sistemi di sghiacciamento delle pale.

I rotori caratterizzano in maniera importante gli aeromobili sui quali sono impiegati. Nel tempo ne sono stati messi a punto di diverse tipologie, in risposta a vari e complessi problemi di efficienza e stabilità. Sono state sperimentate moltissime configurazioni e un buon numero di soluzioni differenti è arrivato alla produzione di serie ed è tuttora impiegato.

Sebbene l'origine del rotore possa essere fatta risalire a Leonardo da Vinci, le macchine volanti basate su ali rotanti non ebbero molto successo pratico prima dello sviluppo degli elicotteri nella metà del XX secolo, essendo afflitte molto più dei primi aeroplani da problemi di controllabilità.

Il 13 novembre 1907 il francese Paul Cornu fu il primo uomo ad effettuare un volo libero controllato su di una macchina dotata di rotori, ma in realtà le soluzioni adottate non consentivano di manovrare e il modello venne in seguito abbandonato.

Il problema della incontrollabilità degli aeromobili ad ala rotante venne affrontato dal pioniere degli autogiri Juan de la Cierva negli anni trenta. De la Cierva è considerato il primo ad aver messo correttamente a punto il rotore "completamente articolato" e a pale multiple. Questo tipo di rotore, nella versione con tre pale, fu impiegato nel decennio successivo da Igor Sikorsky sui suoi prototipi di elicottero ed è tuttora vastamente utilizzato.

Negli stessi anni degli sviluppi di de la Cierva, Arthur M. Young aumentò la stabilità del concorrente rotore a due pale, mediante l'introduzione della barra stabilizzatrice. Il rotore a due pale, venne adottato dopo la seconda guerra mondiale da molte aziende che si affacciarono alla competizione per il mercato degli elicotteri, tra cui la Bell Helicopters, ed è tuttora utilizzato sia su modelli operativi che nelle riproduzioni costruite dagli appassionati di modellismo.

Ridimensionata la produzione degli autogiri in corrispondenza del maggiore sviluppo degli elicotteri avviato negli anni cinquanta, i rotori introdussero nuovi accorgimenti, principalmente nell'ottica di migliorare le prestazioni degli aeromobili dove venivano impiegati. Già Igor Sikorsky individuò nelle vibrazioni la sfida da affrontare e pensò di risolverla mantenendo accuratamente uguali i pesi delle pale su di uno stesso elicottero. Le pale dei primi modelli Sikorsky venivano prodotte specificamente per il modello dove dovevano venire installate e il cambio di una pala in esercizio comportava la necessità di cambiare tutte le altre. Una importante evoluzione in tal senso fu introdotta dalla Piasecki Helicopter negli stessi anni. Frank Piasecki, il secondo americano a far volare un elicottero, sperimentò che più importante del peso era l'equilibratura dinamica delle pale montate sullo stesso aeromobile e più precisamente era necessario mantenere allineati tra loro i baricentri delle differenti pale per diminuire le vibrazioni. Il Piasecki PV-2 che volò la prima volta nel 1943, fu il primo elicottero a utilizzare un rotore con pale innovative dotate di pesi di regolazione da utilizzare per il bilanciamento dinamico. Un ulteriore importante accorgimento, divenuto più praticabile grazie alla semplificazione nelle regolazioni, fu quello di calibrare le pale affinché il baricentro risultasse più esterno rispetto al centro di pressione dove si applica la portanza. In questo modo le perturbazioni durante la rotazione vengono smorzate a tutto vantaggio della diminuzione delle vibrazioni.

Avviata negli anni sessanta la produzione di serie di elicotteri negli Stati Uniti, in Europa e nella allora Unione Sovietica, i rotori vennero interessati da miglioramenti tecnologici nei materiali delle pale, del mozzo e dei componenti, più che dalla introduzione di architetture radicalmente nuove. L'aumento di prestazioni, unito con la richiesta della diminuzione delle vibrazioni trasmesse alla struttura degli elicotteri, si è nel tempo ottenuto con la realizzazione di rotori di dimensioni sempre crescenti e con l'aumento del numero di pale, dotate di profili aerodinamici sempre più ottimizzati, messi a punto con i moderni sistemi di simulazione e calcolo. Un esempio di questa evoluzione viene dal rotore del russo Mil Mi-26 del 1977, che con 32 metri di diametro è il più grande rotore del mondo avviato in produzione di serie e il primo e unico a 8 pale.

Un altro stimolo all'evoluzione dei rotori giunse negli anni ottanta dalle applicazioni militari per gli elicotteri d'attacco. Pur non discostandosi dalla architettura degli elicotteri convenzionali, particolari accorgimenti di protezione e irrobustimento sono stati presi per elicotteri come lo Hughes AH-64 Apache e gli equivalenti degli altri costruttori. Questo tipo di elicotteri ha rotori progettati specificamente per resistere al fuoco di armi con proiettili fino al calibro 12,7 mm e in alcune parti anche più potenti.

Un altro requisito militare che ha comportato l'introduzione di dispositivi particolari nei rotori è stato quello del ripiegamento delle pale per l'immagazzinamento (in inglese "folding"). Molti modelli di elicottero per uso terrestre e quasi tutti quelli da impiego navale, hanno rotori dotati di accorgimenti o dispositivi elettrici o idraulici per ripiegare rapidamente le pale per occupare meno spazio. Il ripiegamento può avvenire in modo manuale con l'assistenza del personale di terra o in modo completamente comandato a distanza dall'equipaggio.

Alcuni modelli di elicotteri o elicoplani per generare la portanza e la spinta necessaria, utilizzano un solo rotore principale messo in rotazione dal gruppo motori. A causa della legge di conservazione del momento angolare, questa configurazione crea un coppia che porterebbe a un rotazione nel senso contrario della fusoliera per reazione. Per contrastare questa coppia, vengono nella maggior parte dei casi adottati, in aggiunta al rotore principale, rotori di dimensioni minori posti in coda lungo direzioni perpendicolari. In queste configurazioni si preferisce distinguere tra rotore principale e rotori di coda. In alternativa, si possono progettare aeromobili con coppie di rotori principali che ruotano in senso opposto. Con questo accorgimento, la coppia generata da un rotore viene compensata dall'altro, cancellando la tendenza a rotazioni indesiderate.

Il pioniere dell'aviazione Juan de la Cierva, inventore dell'autogiro, durante gli anni venti, costruì dei prototipi in scala ridotta per provare la sua invenzione. Dopo aver ottenuto risultati promettenti, costruì un prototipo di dimensioni reali. Poco prima del primo decollo, il suo primo autogiro ebbe un rollio imprevisto e si distrusse. Credendo che l'incidente fosse dovuto a un'improvvisa raffica di vento, de la Cierva lo ricostruì solo per incorrere in un incidente quasi identico. Questi episodi portarono il progettista ad analizzare nuovamente le esperienze precedenti e a chiedersi il perché i piccoli modelli volavano senza problemi, mentre quelli grandi no.

De la Cierva comprese che la pala che avanzava su di un lato, creava un portanza maggiore di quella della pala dall'altro lato, che si muoveva in direzione opposta a quella di avanzamento dell'aeromobile, e ciò generava un momento lungo l'asse di rollio. I modelli in scala erano stati costruiti con un materiale flessibile, il rattan, una palma dalla quale di ricavano fibre. Le pale del modello in scala ridotta eliminavano le cause che generavano il rollio indesiderato, poiché grazie alle loro caratteristiche naturali di flessibilità, potevano andare su e giù come ali di uccello liberamente (in inglese flapping) e compensavano la dissimmetria di portanza. De la Cierva concluse che i mozzi che aveva utilizzato per i prototipi in scala reale, realizzati in acciaio, erano troppo rigidi e introdusse delle cerniere di "flappeggio" (in inglese "flapping hinges").

Le cerniere di flappeggio risolsero il problema del rollio indesiderato, ma creavano una sollecitazione laterale sul mozzo, in quanto il baricentro del sistema delle pale si muoveva in conseguenza delle oscillazioni. A causa della legge di conservazione del momento angolare, le pale acceleravano e deceleravano a seconda che il loro centro di gravità si muovesse verso l'interno o verso l'esterno, come accade a un pattinatore sul ghiaccio quando allarga o stringe le braccia. Il movimento con terminologia inglese viene chiamato alternativamente "lead lag", "lag", "dragging" o "hunting", in italiano brandeggio. De la Cierva utilizzò dei dischi di frizione per ridurre le sollecitazioni meccaniche alla testa dei rotori, mentre attualmente si utilizzano prevalentemente delle cerniere verticali (drag hinge) con degli ammortizzatori (lag dumpers) per smorzare le oscillazioni.

Un rotore completamente articolato è realizzato con tre o più pale. Ogni pala è libera di ruotare e oscillare verso l'altro o il basso indipendentemente dalle altre. In parte, ogni pala può anche avanzare o retrocedere rispetto alle altre.

Ogni pala è collegata al mozzo del rotore tramite una cerniera, detta "cerniera di flappeggio", che permette oscillazioni libere e indipendenti verso l'alto o il basso. La cerniera può essere posta a differenti distanze dal centro del rotore e ve ne possono essere più d'una. La posizione viene scelta da ogni costruttore in base a fattori di miglioramento della stabilità e del controllo.

Le pale sono collegate al rotore anche mediante una cerniera verticale o "cerniera di arretramento" ("drag o lag hinge") che consente in parte ad ogni pala, indipendentemente dalle altre, di avanzare o retrocedere lungo il piano disegnato dal disco del rotore. Normalmente vengono installati degli ammortizzatori per evitare eccessivi spostamenti in questa direzione. Lo scopo di questo sistema cerniera-ammortizzatore è di assorbire le accelerazioni e decelerazioni delle pale nel corso della rotazione.

Le pale dei rotori completamente articolati possono anche ruotare lungo il loro asse, ovvero cambiare angolo di incidenza con lo scopo di generare la portanza necessaria al sostentamento dell'aeromobile.

Un rotore semi-rigido consente due movimenti differenti: il flappeggio e il cambio di angolo di incidenza. Questo sistema è normalmente costituito da due pale rigidamente connesse al mozzo del rotore. Il mozzo è a sua volta collegato all'albero del rotore con una cerniera basculante ("teetering hinge"). Questa struttura consente alle pale di "flappeggiare altalenando": quando una pala oscilla verso il basso, l'altra oscilla verso l'alto (configurazione "see-saw" in inglese). La rotazione lungo l'asse longitudinale avviene tramite le bielle controllate dal piatto oscillante, che comandano la variazione dell'angolo di incidenza in base a quanto richiesto dai comandi di volo.

Un importante passo avanti per la adozione pratica dei rotori semi-rigidi si ebbe grazie agli studi di Arthur M. Young. Questo inventore, dopo aver messo a punto da solo alcune soluzioni per la stabilità degli elicotteri, propose nel 1941 alla Bell, allora produttrice di aerei, i risultati delle sue sperimentazioni. Young stabilì che la stabilità di un rotore a due pale poteve essere aumentata in maniera significativa con l'aggiunta di uno stabilizzatore costituito da un barra con dei pesi posti alle estremità, posta perpendicolare alle due pale. La barra, grazie ai contrappesi ruota seondo una traiettoria relativamente stabile nel piano di rotazione del rotore ed essendo collegata con il piatto oscillante, riduce le anomalie nel moto di questo. I rotori a due pale sono meno soggetti ai fenomeni legati con il flappeggio e brandeggio, in quanto le pale possono oscillare in su o in giù come un corpo solo e non necessitano di cerniere anti lag, in quanto è tutto il rotore che rallenta o accelera nel corso della rotazione. I rotori a due pale sono quindi i più semplici d realizzare in quanto richiedono un'unica cerniera basculante e due cerniere per consentire il modesto fenomeno del "coning", la sollevazione di entrambe le pale verso l'alto all'aumentare della velocità del rotore. La configurazione è conosciuta sotto diversi nomi, tra cui "pannelli Hiller", sistema Hiller", "sistema Bell-Hiller" e sistema a barra stabilizzatrice o "flybar", dal nome in inglese.

Negli elicotteri fly-by-wire o radiocomandati, la barra stabilizzatrice può essere sostituita da un computer con giroscopi e un sensore per l'effetto Venturi, rendendo il rotore in assenza di flybar più facile da riconfigurare.

Esempi di elicotteri con rotori semi-rigidi a due pale sono il Robinson R22, molti elicotteri della Bell quali il Bell 206, il Bell UH-1 Iroquois e l'AH1 Cobra. La configurazione semi-rigida è adottata anche in molti rotori di coda.

I rotori rigidi sono semplici dal punto di vista meccanico, ma tecnologicamente complessi, in quanto le sollecitazioni durante il funzionamento devono essere assorbite dal materiale con il quale sono costruite le pale e non tramite cerniere. In queste configurazioni, le pale effettuano il flappeggio oscillando verso l'alto o il basso grazie alla propria flessibilità.

Esempi di elicotteri con rotori rigidi sono il Bölkow Bo 105, il derivato Eurocopter BK-117, il Westland Lynx, l'Eurocopter Tiger e l'HAL Dhruv , tutti in grado di compiere manovre acrobatiche.

Westland Lynx HAS3 della pattuglia acrobatica dei Black Cats della Royal Navy alla manifestazione RIAT 2005.

Bölkow Bo 105 in volo rovesciato.

Esibizione acrobatica di un Eurocopter Tiger.

HAL Dhruv indiani durante un'esibizione.

La testa del rotore è un robusto mozzo con i punti di attacco e i collegamenti meccanici in grado di controllare l'inclinazione delle pale.

Per consentire la generazione di una spinta, l'inclinazione delle pale del rotore principale deve essere variata secondo un determinato ciclo nel corso di una rotazione completa. Nello stesso tempo, le pale devono assumere collettivamente una inclinazione proporzionale alla intensità delle forze che si desiderano generare. Queste variazioni di inclinazione, sono controllate inclinando o sollevando il piatto oscillante mediante i comandi di volo.

Il piatto oscillante è costituito da due dischi (o "piatti") concentrici: un piatto ruota insieme all'albero principale, mosso dalla trasmissione principale, l'altro piatto non ruota. Il piatto rotante è collegato alle singole pale mediante aste e bielle. Il piatto non rotante può venire mosso mediante aste collegate ai comandi di volo che prendono il nome di "comando ciclico" e "comando collettivo". Il piatto oscillante nel suo complesso può essere mosso verticalmente o inclinato. Il piatto fisso controlla il piatto rotante, che a sua volta controlla l'inclinazione della singola pala.

Piatto oscillante in posizione neutra.

Piatto oscillante in posizione rialzata corrispondente al comando collettivo delle pale. Si noti il cambio di inclinazione delle pale.

Piatto oscillante in posizione inclinata corrispondente ad un comando ciclico delle pale. Si noti il cambio di inclinazione delle pale durante la rotazione.

I rotori di coda sono rotori di dimensioni miori rispetto ai principali montati verticalmente o quasi lungo la verticale. Sono in generale più semplici dei rotori principali, poichè gli viene richiesto solo cambiamenti della spinta, ottenibili seplicemente cambiando l'incidenza delle pale. Viene pertanto utilizzato un piatto oscillante con bielle per il solo controllo collettivo delle pale. I rotori di coda a due pale, per risolvere il problema del flappeggio, utilizzano spesso un sola cerniera oscillante al posto della più complessa configurazione completamente articolata con le cerniere di flappeggio utilizzata nei rotori principali.

Vengono messi in rotazione tramite un albero calettato alla trasmissione principale collegato meccanicamente a una o più scatole di ingranaggi montate nella coda. L'albero di trasmissione può essere realizzato in un unico pezzo o suddiviso in parti più corte, mantenute unite con giunti flessibili che conferiscono flessiblità simile a quella della trave di coda dove l'albero è installato. Le scatole di ingranaggi nella coda sono necessarie a causa dell'angolo formato dal rotore di coda rispetto alla fusoliera dell'elicottero e possono essere progettate per regolare la velocità di rotazione che è solitamente diversa da quella del rotore principale. Sui modelli di elicottero più grandi, viene utilizzata una scatola di ingranaggi intermendia tra la base e la sommità della deriva dove risiede il rotore anticoppia.

Un altro tipo di rotore anticoppia è il "rotore intubato" ("fan-in-tail" o "fan-in-fin" in inglese). Questo sistema utilizza tra le 8 e le 18 pale fatte ruotare in una cavità ricavata nella deriva dell'elicottero. Le pale sono disposte secondo un complesso schema irregolare con lo scopo di distribuire il rumore su un più vasto spettro di frequenze, diminuendo la percezione da parte dell'orecchio umano.

La posizione riparata previene dagli urti con ostacoli ed è più sicura nei confronti delle persone presenti nell'area di decollo e atterraggio. La protezione offerta dalla struttura dell'elicottero consente velocità maggiori per questi rotori che possono avere dimensioni più piccole rispetto a quelli convenzionali.

Questo tipo di rotore è stato avviato alla produzione in serie per la prima volta dalla Sud Aviation, poi Aérospatiale ora Eurocopter con il marchio registrato Fenestron.

Il Fenestron fu utilizzato per la prima volta alla fine degli anni sessanta sul secondo prototipo del Sud Aviations SA 340 poi evolutosi nell'SA 341 Gazelle.

Un rotore intubato, deniminato Fantail, era previsto anche per il Boeing-Sikorsky RAH-66 Comanche per diminuire la traccia radar, in base al requisito stealth emesso dall'United States Army per un elicottero d'attacco di nuova generazione in seguito cancellato nel 2004.

NOTAR, è un acronimo per NO TAil Rotor (no rotore di coda). Si tratta di un sistema alternativo che elimina l'utilizzo del rotore di coda su di un elicottero. Sebbene il dispositivo abbia dovuto perfezionarsi nel corso del tempo, il principio del Notar è in teoria semplice e funziona in modo del tutto simile ad un'ala che sfrutta l'effetto Coanda Una ventola a passo variabile messa in rotazione dalla trasmissione principale, è installata nella parte iniziale della fusoliera e forza aria a bassa pressione che fuoriesce attraverso delle feritoie poste su di un lato della trave di coda. La depressione che viene a crearsi, richiama il flusso d'aria prodotto dal rotore principale a lambire la struttura opportunamente sagomata e ciò genera una portanza che può essere impiegata per contrastare l'effetto della coppia di rotazione. La portanza generata è proporzionale al flusso d'aria del rotore principale che è a sua volta in relazione con la coppia indesiderata, pertanto gli effetti si compensano. Il sistema prevede anche delle alette stabilizzatrici e un getto d'aria addizionale (detto "thruster") che può essere utilizzato per controllare l'imbardata, cioè la direzione che assume la coda. Lo sviluppo del Notar risale al 1975 quando iniziò la messa a punto portata avanti dalla Hughes Helicopters NEl dicembre del 1981 effettuò il primo volo l'OH-6A il pirmo elicottero con il sistema NOTAR. Attualmente sono in produzione tre modelli di elicotteri che utilizzano il NOTAR, tutti della MD Helicopters. Anche questo sistema anti-coppia è più sicuro nei confronti delle persone presenti nell'area di decollo e atterraggio.

Un altro accorgimento per evitare la formazione di una coppia indesiderata nella configurazione a rotore singolo, consiste nell'impiegare getti d'aria espulsi dalla estremità delle pale per muovere il rotore al posto di un albero messo in rotazione da un gruppo motori. Le pale devono quindi essere realizzate opportunamente con una cavità dove far passare l'aria in pressione prodotta da un turbogetto, o ramjet o motore a razzo.

Sebbene questo metodo sia concettualmente semplice ed elimina la coppia, i prototipi che lo hanno adottato sono risultati meno efficienti rispetto alle soluzioni convenionali e producevano più rumore. Il Percival P.74, per esempio, non fu nemmeno in grado di decollare, mentre l'Hiller YH-32 Hornet rivelò buona capacità di sollevamento, ma scarse prestazioni complessive. Il più promettente dei progetti era quello del Fairey Jet Gyrodyne e del successivo Fairey Rotodyne da 40 posti. Quest'ultimo dimostrò buone capacità di volo, ma il progetto fu comunque abbandonato per valutazioni economiche scettiche circa la possibilità di avere un ritorno economico continuando a investire nello sviluppo. Singolare è stato il progetto di veicolo per il lancio in orbita Rotary Rocket pensato con una propulsione a razzo e dotato di un rotore ausiliario da usare nell'atmosfera e messo in movimento dal getto del razzo fatto fuoriuscire anche dalla estremità delle pale. Gli studi sono durati dal 1999 al 2001, anno di chiusura forzata della azienda che stava seguendo lo sviluppo, bloccata dalla mancanza di fondi.

I rotori in tandem sono due rotori principali installati uno dietro l'altro. Gli elicotteri con rotori in tandem controllano l'assetto per accelerare e decelerare attraverso un processo chiamato variazione differenziale del collettivo. Per accelerare l'aeromobile, il rotore posteriore aumenta il passo collettivo, sollevando la coda e la parte anteriore del rotore diminuisce il collettiva contemporaneamente abbassando il naso. Per decelerare o per spostarsi all'indietro, il rotore anteriore aumenta il passo collettivo, mentre il posteriore lo diminuisce. Il controllo sull'asse di imbardata viene ottenuto inclinando in modo simile i rotori, con variazioni del passo ciclico sempre opposte tra rotore anteriore e posteriore.

La soluzione a rotori coassiali è realizzata con due rotori che ruotano in direzione opposta, ma montati sullo stesso albero. I rotori coassiali, oltre ad abolire la necessità di un rotore anti-coppia, risolvono uno dei problemi che affligge i rotori convenzionali durante alcune condizioni di volo traslato in avanti: lo "stallo della pala retrograda", un fenomeno che se accade genera una dissimetria di portanza che non può essere compensata dal flappeggio. Negli elicotteri con rotori coassiali, la compensazione nelle portanze avviene sui due lati e si equilibra anche in queste condizioni di volo. Di contro vi è una maggiore complessità meccanica del ssitema rotore, che in questa configurazione deve prevedere due distinti piatti oscillanti, uno dei quali deve comandare il rotore superiore con bielle che devono passare attraverso il rotore inferiore.

I rotori intersecantisi ("intermeshing" in inglese) consistono in due rotori che girano in direzioni opposte con ognuno dei due alberi dei rotori installato con un angolo di sfasamento dall'altro, così che i rotori intersechino le loro traiettorie senza entrare in collisione. Questa soluzione è anche chiamata "sincrottero" (synchropter in inglese). I rotori intersecantisi hanno alta stabilità e ottime capacità di sollevamento. La configurazione fu utilizzata con successo durante la seconda guerra mondiale dal Flettner Fl 282 tedesco impiegato a bordo dei sommergibili. Il costruttore americano Kaman Aircraft ha prodotto il modello Kaman HH-43 Huskie utilizzato dall' United States Air Force per compiti anticendio e per missioni di salvataggio. La configurazione è utilizzata dalla Kaman anche per la gru volante Kaman K-MAX.

Rotori trasversali vengono montati all'estremità di ali o strutture esterne apposite installate perpendicolarmente alla fusoliera dell'aeromobile. A simililitudine dei rotori in tandem o intersecantesi, anche i rotori trasversali utilizzano per la manovra la differenza tra le posizioni collettive delle pale, ma, similimente ai rotori intersecantesi, i rotori trasversali utilizzano le comuni tecniche di inclinazione dei rotori adottate dagli elicotteri classici per la manovra lungo l'asse di rollio. Questa configurazione è stata adottata in due dei primi elicotteri costruiti nella storia, il Focke-Wulf Fw 61 e il Focke-Achgelis Fa 223 Drache, così come nel più grande elicottero mai costruito, il sovietico Mil Mi-12. I rotori trasversali caratterizzano anche i convertiplani, come il prototipo Bell XV-15 e i nuovi Bell V-22 e Bell-Agusta BA609.

Le pale di un aerogiro sono dei lunghi e stretti profili alari con un alto indice di allungamento alare e una forma che minimizzi la resistenza causata dai vortici d'estremità, similmente a quanto accade per le ali degli alianti. Normalmente sono caratterizzate da un certo grado di svergolamento introdotto per ridurre la portanza generata alle estremità, dove la velocità del flusso aerodinamico è maggiore e la generazione dei vortici presenterebbe un problema.

Le pale dei rotori, in epoca pionieristica realizzate in legno, sono modernamente realizzate in vari materiali, principalmente leghe di alluminio e materiali compositi, talvolta con rinforzi sul bordo di attacco in acciaio o titanio contro i fenomeni di erosione. In alcuni elicotteri sono dotate di sistemi elettrici o pneumatici di sghiacciamento.

Gli elicotteri con rotore semi-rigido, come quelli due pale della Bell, Robinson ad altri, non devono trovarsi in condizioni di bassa forza g, perchè questi rotori non controllano direttamente l'assetto della fusoliera e ciò potrebbe portare, per una somma di effetti dovuti all'inerzia della struttura e alla spinta del rotore di coda, all'intersecarsi della trave di coda con il disco formato dal rotore pricipale o causare l'urto tra la radice delle pale el'albero della trasmissione, in entrambi i casi con effetti catastrofici.

Parte del testo di questa voce è basato sulla pubblicazione Rotorcraft Flying Handbook pubblicata dall'U.S. Department of Transportation. Trattandosi di opera prodotta da un ente federale degli Stati Uniti d'America, appartiene al pubblico dominio.

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Source : Wikipedia