Il Wright Flyer (noto, retrospettivamente, anche come Flyer I, Flyer 1903 o Kitty Hawk oppure semplicemente Flyer in italiano aviatore) fu uno dei più importanti aeroplani dell'era pionieristica. Progettato e costruito dai due fratelli statunitensi Wilbur e Orville Wright all'inizio del XX secolo, è in genere considerato il primo mezzo motorizzato più pesante dell'aria ad aver eseguito un volo controllato, il 17 dicembre 1903....
Storia del progetto Precedenti approcci al volo Verso la fine del XIX secolo, tanto in Europa quanto negli Stati Uniti, la prospettiva di riuscire a realizzare una macchina volante più pesante dell'aria andava facendosi sempre più realistica, grazie al progresso tecnologico nel campo dei materiali e al perfezionamento del motore a scoppio; perciò diversi tecnici, scienziati e inventori furono spinti a dedicarsi alla ricerca in campo aeronautico, scatenando una sorta di corsa al primato che calamitò anche notevoli attenzioni da parte della stampa, soprattutto negli USA..
Tra i più notevoli tentativi di alzarsi dal suolo intrapresi durante la fase "preistorica" della storia del volo figura quello del francese Clément Ader, che nel 1890 riuscì a far compiere un brevissimo balzo al suo Éole, dotato di un motore a vapore..
Anche l'americano Hiram Maxim, inventore della mitragliatrice che porta il suo nome, si era dedicato a progettazioni aeronautiche. Nel 1894 aveva sfiorato il successo con un enorme biplano, che si era staccato brevemente dal suolo per poi incagliarsi nello stesso binario da cui era partito, schiantandosi violentemente al suolo. Anche se la macchina volante di Maxim era propulsa da ben due motori a vapore, il suo inventore era lucidamente consapevole del fatto che lo sviluppo di un motore a scoppio efficiente e leggero era un presupposto fondamentale per la realizzazione di un aereo valido: nel 1892 aveva scritto "dateci un motore e ben presto vi daremo una macchina volante funzionante".
Tuttavia l'esperimento nel quale l'opinione pubblica mondiale aveva riposto la maggior fiducia era stato quello dell'eminente scienziato americano Samuel Pierpont Langley. Il lancio del suo monumentale Great Aerodrome fallì con grande clamore per due volte, il 7 ottobre e l'8 dicembre 1903 (solo pochi giorni prima del volo dei Wright). Dal momento che il governo americano aveva investito in prima persona ingenti somme di denaro nell'esperimento, la delusione dovuta al fallimento fu molto grande e provocò la diffusione di un certo scetticismo a proposito della realizzabilità del volo a motore, la quale però fu di breve durata.. L'Aerodrome di Langley aveva un motore a pistoni da ben 37 kW (50 CV), ed era il risultato del lavoro di uno scienziato esperto; il suo fallimento malgrado i buoni presupposti viene di solito attribuito al fatto che, in pratica, era mancata nel corso della realizzazione del progetto una fase di sperimentazione sul campo.
Gli alianti Wright I fratelli Wright, al contrario, svolsero un gran numero di esperimenti sul campo nel corso dei quali si fecero un'idea precisa dei principi più elementari dell'aerodinamica. Nel laboratorio annesso al negozio di biciclette che gestivano insieme a Dayton, nell'Ohio, essi si dedicarono sistematicamente alla risoluzione di una serie di problemi importanti..
Il primo punto su cui si concentrarono fu quello della controllabilità del velivolo; essi infatti avevano ben presto compreso che, per evitare i tragici incidenti che erano già costati la vita, tra gli altri, al pioniere degli alianti Otto Lilienthal, era essenziale poter manovrare l'aereo: essere in grado di esercitare sulla macchina un vero e proprio controllo era altrettanto importante che staccarsi dal suolo. Il problema fu risolto con l'approccio più tradizionale: fu osservando il volo di alcuni uccelli che Wilbur notò il modo in cui essi deformavano l'estremità delle ali per mantenere l'assetto laterale, e si rese conto che lo stesso principio, che sarebbe poi diventato noto come svergolamento alare, poteva essere applicato anche a una struttura alare artificiale, purché essa fosse dotata di sufficiente flessibilità.
I Wright svolsero anche una serie di osservazioni empiriche su diversi tipi di profilo alare, che montarono a turno su una bicicletta in corsa per saggiare il loro comportamento al variare del flusso d'aria. Infine, costruirono una piccola galleria del vento che usarono per collaudare diverse superfici aerodinamiche su cui poi si basarono nella progettazione delle ali del Flyer..
Nell'autunno del 1900 i Wright si recarono sulle colline presso Kitty Hawk, nel Carolina del Nord, per sperimentare in condizioni di vento favorevole il loro primo aliante. Esso era un biplano in complesso molto simile a quello che sarebbe diventato il Wright Flyer: un piccolo velivolo con struttura lignea ricoperta in tela, che presentava già la stessa configurazione canard che avrebbe caratterizzato tutte le progettazioni dei Wright fino al 1911.. Il pilota era steso in posizione prona per minimizzare la resistenza aerodinamica, e usava una leva posta davanti a sé per comandare le superfici anteriori, con cui regolava il beccheggio. Il controllo del rollio tramite lo svergolamento alare invece era affidato a dei pedali. Solamente, mancava ancora la coda. Nel corso di questi test, svolti quando le condizioni di vento erano favorevoli, i due fratelli prendevano a turno il posto del pilota, e l'aliante veniva lanciato lungo il pendio di una collina dall'altro fratello o da altri collaboratori (tra cui si ricordano Dan e Bill Tate).. Gli esiti di queste prove di planata furono molto positivi per quanto riguardava il funzionamento dei comandi, che consentivano voli bilanciati e atterraggi delicati. In compenso i profili alari risultarono in definitiva inefficienti, e vennero poi migliorati..
Nell'estate del 1901 i Wright tornarono presso Kitty Hawk (questa volta poco lontano, sulle colline di Kill Devil Hills) per eseguire altre prove con un nuovo aliante più grande, capace di fornire più portanza. La superficie alare era stata quasi raddoppiata, ma gli esperimenti che si svolsero alla presenza dell'esperto di alianti francese Octave Chanute furono sostanzialmente un fallimento: furono necessarie significative modifiche alla forma dell'ala per rendere il velivolo controllabile come il suo predecessore, e in almeno un'occasione un grave stallo portò vicino alla tragedia, scongiurata grazie all'ampio timone di profondità anteriore. Inoltre, era necessario aumentare ulteriormente la portanza disponibile.
Wilbur e Orville, tornati a Dayton, affrontarono la questione in dettaglio: svolsero un gran numero di esperimenti con la loro galleria del vento, confrontando il comportamento di diverse superfici disposte a formare angoli diversi rispetto al flusso dell'aria, e utilizzarono i risultati per rifare completamente i calcoli relativi alla portanza. L'aliante che essi costruirono nel 1902, che fu il risultato di queste sperimentazioni, aveva un'ala più sottile e meno incurvata. Per compensare gli sbandamenti dovuti alla deformazione delle ali, venne introdotta per la prima volta la doppia superficie fissa posteriore, che costituiva una deriva verticale. Aerodinamicamente, l'aliante del 1902 fu il più efficiente di tutta la serie, anche se la sua controllabilità era ancora troppo limitata. I Wright introdussero allora un sistema aggiuntivo di controllo laterale basato sul movimento delle derive verticali, che divennero in effetti dei veri e propri timoni.
Il libratore del 1902, eseguite queste modifiche, fu un ragguardevole successo; compì planate anche di 200 m, rimanendo in volo fino a 26 secondi..
Il Flyer Il passo successivo, e decisivo, era quello del volo motorizzato. Poiché le compagnie automobilistiche si rivelarono incapaci di mettere a disposizione un motore adatto (cioè dotato di un rapporto potenza-peso abbastanza soddisfacente) i fratelli Wright affidarono al loro assistente, Charlie Taylor, la progettazione e la costruzione di un valido motore a scoppio, compito che egli portò brillantemente a termine. La costruzione delle eliche era un problema più delicato e complesso, ed evidentemente non esisteva nessuna azienda che avrebbe potuto fornire a Wilbur e a Orville un'elica aeronautica già pronta; essi dovettero disegnarle e costruirle da sé, superando notevoli difficoltà e risolvendo difficili problemi di matematica e fisica teorica. Anche da questo punto di vista comunque ottennero un buon successo, visto che le loro eliche raggiunsero ottimi livelli di efficienza.. Per lanciare il Flyer in fase di decollo, dato che un vero e proprio carrello sarebbe stato pesante e avrebbe rischiato di infossarsi nella sabbia, i Wright avevano sviluppato una rotaia lungo cui l'aereo rullava con poco attrito fino a raggiungere la velocità di decollo.
Il Wright Flyer, risultante dall'installazione del motore di Taylor su una struttura quasi uguale a quella dell'aliante del 1902, era pronto per il settembre 1903.
Tecnica Struttura e comandi Il Flyer era un biplano monomotore (quantunque propulso da due eliche) con canard; la scelta di porre l'equilibratore in posizione anteriore (che prende il nome di "canard" dal francese per "anatra", con riferimento all'aspetto che assumono gli aerei con questa architettura) fu dettata principalmente da due ragioni: in primo luogo, secondo Wilbur, l'incidente che era costato la vita a Lilienthal era stato causato dalla scarsa controllabilità della configurazione (convenzionale) del suo aliante, inconveniente che a suo parere la formula canard avrebbe evitato; in secondo luogo, riteneva che il fatto di avere in vista l'equilibratore durante il volo potesse essere di aiuto al pilota.Naturalmente, vista la quasi totale assenza di precedenti, non si trattò di una scelta che si può definire anticonvenzionale; tuttavia, in seguito, la configurazione canard ebbe scarsa diffusione.
Il doppio piano orizzontale anteriore era sorretto dal prolungamento dei pattini di atterraggio, ed era interamente mobile; il suo controllo era affidato a una leva posta a sinistra del pilota. Il timone di profondità era in pratica l'organo principale di controllo del Flyer, e la sua ipersensibilità costituiva la più rilevante difficoltà di pilotaggio dell'aereo.
Il comando tanto dello svergolamento alare che regolava il rollio, quanto del doppio timone che regolava l'imbardata erano collegati a una sella scorrevole lateralmente, che il pilota – sdraiato in posizione prona – comandava con il movimento dei fianchi.
Il Flyer del 1903 era privo di carrello. L'atterraggio avveniva direttamente sui pattini che costituivano la sua struttura inferiore, mentre il decollo avveniva grazie a un carrellino capace di scorrere lungo una rotaia di legno lunga 18 m: il Flyer veniva posto all'inizio del binario, collocato sopra tale supporto mobile scorrevole, e quindi veniva bloccato con un cavo; quando il motore era a regime il cavo veniva sganciato, ed era la potenza del motore stesso ad accelerare l'aereo fino a fargli raggiungere la velocità di decollo. Fu solo dal 1904 in poi che, in alcune occasioni, i Wright per facilitare il decollo sfruttarono una sorta di catapulta che accelerava l'aereo grazie alla caduta di un peso da un'impalcatura.
La leggerissima struttura del Flyer era completamente lignea, con parti in frassino e abete rosso, ed era rivestita da una mussola grezza piuttosto leggera. Il metallo era stato impiegato solo per gli attacchi delle parti, per i tiranti delle controventature e per le trasmissioni dei comandi. Inoltre ovviamente erano in metallo il motore, il radiatore dell'acqua di raffreddamento e le catene da bicicletta responsabili della trasmissione.
Motore ed eliche