Dai sogni di Leonardo agli aerei invisibili

L’idea di sollevarsi in aria e dominare i cieli affascina l’umanità da secoli: quella del volo è una storia lunga, che ha coinvolto diversi personaggi importanti e ha stimolato un lungo percorso di ricerca e innovazione, come sottolinea Maurizio Gentilini dell’Istituto di storia dell’Europa Mediterranea (Isem) del Cnr: “Dalla notte dei tempi, il volo ha riassunto la curiosità umana, la tensione a superare sé stessi, il desiderio di volare oltre la propria condizione. Il mito classico di Icaro che si libra in aria incarna l’umanità che oltrepassa i limiti, inseguendo la conoscenza (e, peccando di presunzione, cade e muore). In un periodo della civiltà occidentale contrassegnato dalla fiducia nelle capacità umane, Leonardo da Vinci fu il primo ad affrontare la problematica del volo attraverso l’attenta osservazione della natura. Lo fa attraverso una convergenza tra i suoi studi di anatomia umana e animale e di meccanica: il corpo umano e quello degli uccelli viene messo in relazione con le conoscenze sui pesi e il movimento. Leonardo fu il primo a tradurre queste riflessioni nella costruzione di macchine e strumenti per il volo, precisamente descritti in disegni e appunti, oggi conservati nel famoso Codice Atlantico. Se la base della sua concezione del volo si basava sul movimento dell’ala nell’aria, la sua intuizione più avanzata riguarda la comprimibilità dell’aria, esercitando una resistenza in grado di sostenere un corpo. Da qui la progettazione di dispositivi ad ala battente, via via affinati con meccanismi sempre più evoluti, fino a raggiungere la consapevolezza che peso ed efficienza muscolare non fossero sufficienti all’uomo per emulare i volatili. Una constatazione che fece ulteriormente evolvere la sperimentazione, con macchine che cercavano di riprodurre morfologia e dinamica dei pipistrelli. Seguì la riflessione sull’ala fissa, intuendo quella che sarebbe diventata la teoria della portanza, alla base del volo dei moderni aerei e alianti. Leonardo non sperimentò personalmente le proprie macchine ma tra le sue invenzioni risulta anche un paracadute”.

Le innovazioni dell’inizio del ’900 hanno gettato le basi per l’aviazione moderna; in epoca illuministica troviamo l'aerostatica, inaugurata in Francia nel 1780 dai fratelli Montgolfier e proseguita per tutto l’800 con lo sviluppo dei mezzi più leggeri dell'aria, che sono palloni e dirigibili. “I due fratelli Wilbur e Orville Wright, originari dell’Ohio, il 17 dicembre 1903 a Kitty Hawk (Pennsylvania) spiccarono il volo, che durò 59 secondi, con il Flyer, il primo aeroplano della storia. Facendo tesoro di tutti gli studi disponibili, crearono un mezzo capace di risolvere i principali problemi fin lì riscontrati per farlo staccare da terra: una superficie in grado di sostenerlo in aria (ali); un apparato per bilanciare e controllare il volo (timoni); un mezzo di propulsione adeguato (motore). Sono queste le basi dello sviluppo della progettazione aeronautica, delle tecnologie applicate al volo, delle conoscenze aerodinamiche. I materiali impiegati nella costruzione di aeromobili divennero sempre più leggeri e performanti, con il legno e la tela cerata, che lasciarono ben presto il posto ai metalli, in particolare l’alluminio”, spiega il ricercatore.  

L’impiego dell’arma aerea nella Prima e nella Seconda guerra mondiale portò a rapidi sviluppi tecnologici, così come l’inaugurazione e l’espansione delle rotte commerciali e l’introduzione degli aerei di linea. Negli anni ’50 lo sviluppo della propulsione a reazione rese i viaggi aerei più veloci ed economici. “L’aereo divenne un simbolo del ’900, condensando l’idea di progresso e libertà, e svolgendo un ruolo centrale nello sviluppo del trasporto globale e della connettività. Uno sviluppo ancora in pieno fermento, con l’avvento di tecnologie che stimolano e sfruttano l’impiego di fonti di energia alternativa, di materiali compositi, di soluzioni tecniche innovative come il decollo e atterraggio verticali”, continua il ricercatore.

Nel 1957, lo Sputnik sovietico aveva dato il via alla “corsa allo spazio”, portando a inserire l’esplorazione dei territori esterni all’atmosfera terrestre negli scenari e nelle logiche della Guerra fredda, successiva al secondo conflitto mondiale e alla divisione del mondo in blocchi contrapposti. Una corsa che si rivestiva di significati e prospettive di carattere politico e militare, potenzialmente in grado di influire in maniera determinante sui destini dell’umanità. Un periodo in cui l’Italia svolge un ruolo importante. “Alla fine degli anni ’50 l’Italia possedeva un solido impianto di collaborazioni scientifiche e industriali, di rapporti istituzionali e diplomatici a livello internazionale. Uno dei crocevia di questo complesso quadro fu il Cnr, che avviò una stagione di ricerca e sviluppo florida e lungimirante, che traguardava l’obiettivo della costituzione di un’organizzazione spaziale europea (nel 1975 sarebbe nata l’Esa, incaricata di coordinare i progetti spaziali dei paesi europei). Il Progetto San Marco realizzò il lancio del primo satellite italiano nel 1964. L’Italia diventava così il terzo Paese al mondo, dopo le due ‘superpotenze’, capace di realizzare un programma spaziale completo e tecnologicamente all’avanguardia, inaugurando una politica di collaborazione internazionale che avrebbe fatto evolvere la ‘corsa allo spazio’ verso obiettivi e risultati orientati al progresso scientifico e alla pace”, continua Gentilini.

Lo studio di tecnologie stealth (furtivo) iniziò negli anni ’60, in campo militare. “Il meccanismo con cui un radar vede un bersaglio muove da un fascio di onde radio emesso da un trasmettitore; le onde sono riflesse dagli ostacoli e tornano indietro, raccolte da un ricevitore che mostra i segnali di ritorno su uno schermo. Ogni oggetto ha una superficie radar (Rcs), e gli studi sui velivoli militari Usa puntavano ad assorbire buona parte dell’energia radar grazie a materiali assorbenti (Radar absorbing material) e a rifletterli con superfici disegnate per deviare l’energia elettromagnetica rimanente”, aggiunge l’esperto.

Lo sviluppo dei sistemi di controllo del volo “Fly by wire” superava le limitazioni aerodinamiche date dalle tradizionali forme dei velivoli. “Nacquero così aerei come l’F-117 Nighthawk (1981), con linee decisamente originali: fusoliera piatta (che conteneva al suo interno gli armamenti), ali a cuneo, pinne posteriori angolate che sostituivano piani di coda e timone verticale, che deviavano le onde radar e rendevano il caccia invisibile. Le tecnologie stealth hanno avuto un costante sviluppo, che ai nostri giorni deve confrontarsi con la possibilità di individuare i velivoli grazie alle perturbazioni elettromagnetiche da essi create nelle trasmissioni dei satelliti”, precisa l’esperto.

L’aereo è stato un simbolo del ’900, condensando l’idea di progresso e libertà, e svolgendo un ruolo centrale nello sviluppo del trasporto globale e della connettività. L’aereo è molto più di una semplice macchina volante: è un’icona dell’ingegno umano, del coraggio e dell’innovazione. La sua storia è una testimonianza della capacità dell’umanità di superare le sfide e di raggiungere nuovi traguardi, spingendo costantemente i limiti del possibile. E ora l’intelligenza artificiale (IA) è destinata a diventare protagonista in tutti i settori dell’aviazione. “L’l IA consentirà un’assistenza avanzata e l’ottimizzazione dei processi, rendendo tutto il settore più sicuro e sostenibile. Uno dei grandi vantaggi dell’IA è la capacità di trattare grandi quantità di dati e di imparare da questi. Tali capacità possono essere utilizzate per individuare modelli, sviluppare previsioni e anticipare i rischi, oltre ad avere ricadute positive su diversi settori dell’aviazione. L’IA può assistere e migliorare l’efficienza operativa dei voli, coadiuvando i piloti nelle decisioni. La manutenzione predittiva può affinare gli interventi e prevedere la vita utile dei componenti. Le rotte e le traiettorie di volo definite dall’IA possono ridurre le emissioni”, conclude Gentilini.

Altre possibili applicazioni sono la valutazione degli impatti ambientali, la gestione del traffico e degli spazi aerei, i modelli meteorologici, di previsione dei tempi di volo, dei consumi, delle capacità di trasporto, dei costi, la cybersicurezza e l’individuazione dei rischi emergenti.

Fonte: Maurizio Gentilini, Istituto di storia dell’Europa Mediterranea, maurizio.gentilini@cnr.it