Sintesi finale: Brevetto US1012631A

"Broadly considered my invention consists in providing a supporting plane or aerofoil member having openings therethrough, and placing above this plane member and in or over the opening a suitable number of open..."

(Brevetto US1012631A di Henry H. Gridley)

"Considerandola a grandi linee la mia invenzione consiste nel procurare un piano di supporto o profilo alare avente aperture sulla superficie e porre sopra questo profilo aereo e dentro o sopra le aperture un adeguato numero di membri tubolari con il fondo aperto..."

(Brevetto US1012631A di Henry H. Gridley)

Alle porte della Prima Guerra Mondiale, più precisamente nel 1911, Henry H. Gridley cittadino americano originario dello stato del Massachusetts pubblicò un brevetto dove enunciava utili miglioramenti alla struttura aerodinamica dell’elicottero. L’elicottero, al tempo, non era ancora diffuso su scala mondiale, infatti bisognerà aspettare la Seconda Guerra Mondiale e soprattutto la Guerra del Vietnam per vedere le sue prime operazioni sul campo. Henry H. Gridley, tuttavia, intuì le sue potenzialità, quelle stesse potenzialità che rendono tale velivolo, oggi, largamente utilizzato. L’elicottero, nel corso degli anni, ha trovato grande impiego non solo in ambito militare ma anche civile grazie alla sua capacità di volo verticale e il poco spazio necessario per il decollo e l’atterraggio. Nonostante sia sempre stato all’ombra dell’aereo, tanto da essere considerato anello debole nell’industria dell’aeronautica, l’elicottero nasconde grandi risorse che lo hanno reso protagonista di importanti ricerche tecnologiche anche negli ultimi anni. L’evoluzione dell’elicottero ha radici lontane, che hanno permesso ad un semplice giocattolo a diventare l’antenato dell’aeromobile che conosciamo oggi. Da Leonardo da Vinci a Enrico Forlanini sono trascorsi secoli che hanno portato grandi innovazione ai mezzi ad ala rotante di cui dobbiamo ammirare, come dice Igino Mencarelli, la totale originalità dell'inventiva umana, poiché, a differenza degli aerei, gli elicotteri sono privi di riferimenti al mondo naturale. La mancanza di documenti rende impossibile determinare l'effettiva realizzazione della complessa struttura a membri tubulari brevettata da Gridley, tuttavia, ne possiamo apprezzare la corretta intuizione nel porre come protagonista del brevetto la struttura del veicolo che ne garantisce l'equilibrio. Pubblicità, film ormai l'elicottero è diventato parte della nostra quotidianità, tanto che spesso sottovalutiamo la sua effettiva importanza, dimenticandoci del ruolo fondamentale che esso esercita in vari settori.

L'Elicottero Oggi

Gli elicotteri spesso sono visti come l'anello debole dell'industria aeronautica poiché capiterà raramente all'uomo medio di salirci e si tende a sottovalutare la sua importanza nei servizi di emergenza sanitaria. Tuttavia questo velivolo è di fondamentale importanza nella società, non solo nell'uso militare ma anche nell'affrontare problemi quotidiani. Questo è il motivo per cui l'Europa si è fissata obiettivi ambiziosi; con l'investimento di 4 miliardi di euro nel progetto Clean Sky 2, entro il 2020 saranno applicate importanti innovazioni all'industria aerea. Una parte importante di questo programma coinvolge i veicoli ad ala rotante che ha come traguardo il colmare il gap tra gli elicotteri tradizionali e gli aeromobili ad ala fissa. L'elicottero del futuro, in sostanza, ridurrà le emissioni inquinanti del 75%, dimezzerà la produzione di NOx, abbatterà l'impatto acustico del 65% e in conclusione dovrà essere costruito solo con materiali riciclabili.

Prototipo elicottero russo

Lo sviluppo di questo velivolo, tuttavia, non si ferma all'ambito civile, infatti molte sono le innovazioni apportate a questa aeromobile negli ultimi anni anche in ambito militare. La Russia sta recuperando lo svantaggio con l'occidente proponendo un nuovo prototipo di elicottero da guerra che farà il suo debutto nel 2019. Con una velocità massima di 400 km/h e un ridotto consumo di carburante il nuovo elicottero colmerà la differenza tecnologica con il mondo occidentale. Gli Stati Uniti d'America non sono da meno, infatti, solo da poco, la Sikorsky e la Boeing hanno pubblicato un breve video dove illustrano il nuovo elicottero coassiale d'attacco che verrà sviluppato per gli USA. Il SB-1 Defiant raggiungerà una velocità di 456 Km/h, sarà in grado di trasportare fino a dodici soldati equipaggiati e avrà la capacità di volare fino ad una altezza di 1800 metri diventando così il nuovo elicottero multiruolo americano.

Video SB-1 Defiant 

Pubblicità Elicottero

L'elicottero in narrativa

“L’elicottero è una macchina volante originale e straordinaria. È originale poiché non esistono in natura modelli che ne abbiano potuto fornire l’ispirazione. I volatili, ad esempio, hanno suggerito all’uomo l’aeroplano. L’elica da cui è nato l’elicottero può ritenersi, come la ruota, una pura creazione dell’ingegno umano. È una macchina straordinaria per le sue prestazioni di volo: è capace infatti non soltanto di atterrare e decollare verticalmente, e di traslare con moto rettilineo, ma di librarsi, di galleggiare sur place in alta quota come a pochi palmi dal suolo; è capace di ruotare in aria, su se stesso, di oscillare con moto pendolare, di volare di lato e all’indietro. Nemmeno gli eroi e i semi dei della mitologia erano in grado di compiere tante prodezze”.

(tratto da I Padri dell’ala rotante di Igino Mencarelli).

Non sono molti i testi dove ritroviamo l'elicottero nei primi del 900, sia perché la sua diffusione risale alla guerra del Vietnam sia perché ad esso, in letteratura, è sempre stato preferito l'aeroplano più romantico e, come detto da Igino Mencarelli, modello della natura. Accenni all'elicottero li troviamo nel "Manifesto futurista dell'architettura aerea",...piatti orizzonti con verticalità di fasci di ascensori per elicotteri". Tuttavia dovrà aspettare qualche decennio per emergere ma sempre all'ombra dell'aereo. Con il passo sopra citato tratto da "I Padri dell'ala rotante" per una volta emerge l'originalità e l'inventiva dietro questo velivolo che lo rendono essenziale anche nella vita quotidiana.

Precedenti storici dell'elicottero di Henry Gridley

Henry H. Gridley con il suo brevetto, datato 1911, illustra nuovi e utili miglioramenti alla struttura dell’elicottero, sottolineando come il corpo del veivolo sia di fondamentale importanza per il mantenimento di equilibrio e stabilità durante il volo. Ricordando i voli fallimentari e gli errori commessi dai suoi predecessori tenta di creare un elicottero in grado di mantenersi in volo per un lungo periodo di tempo senza perdere quota.

V secolo a.C.

• In Cina viene creato il primo giocattolo a volo verticale, il taketombo;

1480

• Leonardo da Vinci disegna il primo mezzo in grado di volare che sfrutta la spinta dell'aria verso il basso con un’elica a forma elicoidale, “vite aerea”;

1784 

• Gli scienziati francesi Launoy e Bienvenu presentano, all'Accademia della Scienza di Parigi, un modello di elicottero. L'apparecchio è costituito da due eliche ottenute da penne di uccello che ruotano in senso inverso per l'azione di un archetto elastico di acciaio;

1877 

• L'apparato sperimentsle del giovane Enrico Forlanini è il primo oggetto più pesante dell'aria in grado di volare. Esso è dotato di un leggero motore a vapore di soli 1,512 Kg (costruito dallo stesso Forlanini) e di due eliche controrotanti poste sullo stesso asse;

1907 

• Il 13 Settembre 1907, un giovane meccanico specializzato nella costruzione di biciclette realizza un complicato marchingegno con cui riesce a sollevarsi da terra. Paul Cornu posiziona le eliche controrotanti su assi indipendenti;

1911 

• Franz Miller presenta il suo elicoplano, veicolo a metà tra un elicottero e un aereo, all'EXPO di Torino

Rifacendosi a queste precedenti invenzioni, Henry H. Gridley elabora il suo brevetto per un nuovo elicottero caratterizzato da un complesso sistema di membri tubulari e piatti che avrebbero dovuto controllare le correnti d'aria e la pressione atmosferica garantendone l'equilibrio. Tuttavia mancano documenti in grado di testimoniare se si sia mai stata costruita tale aeromobile.

Taketombo

Modello di elicottero di Launoy e Bienvenu

Elicottero Paul Cornu

Henry H. Gridley

Henry H. Gridley nasce intorno 1870 nella cittadina di Holyoke, nella contea di Hampden in Massachussets, Stati untiti di America. Non si conosce molto sulla sua vita ma appassionato di aeromobili si interessò alla ricerca di un nuovo sistema che aiutasse il velivolo durante il volo. Così nel 1911 pubblicò, senza la commissione di nessuna azienda, il brevetto già citato alla testimonianza di K. I. Cliemons e Harry W. Bowen. Il 26 dicembre 1911 viene depositato il suo nuovo brevetto sull’elicottero di cui, causa mancanza di altri documenti, non siamo a conoscenza dell’effettiva realizzazione. La data della sua morte è sconosciuta, perciò non si può sapere se sia vissuto abbastanza per vedere la diffusione dell’elicottero e constatare la correttezza del suo pensiero, secondo cui lo scheletro del velivolo è importante come il motore stesso.

Abbecedario Elicottero

A come Aeromobile

B come Brevetto

C come Correnti d’aria

D come Diaframma dell’elicottero

E come Elica a vite 

F come Forza Motrice

G come Gravità

H come Henry H. Gridley

I come Innovazione

L come Lame di Sollevamento

M come Membri Tubulari

N come NOTAR

O come Orientamento

P come Propulsori

Q come Quantità di Moto

R come Resistenza Aerodinamica

S come Stabilità

T come Turbolenze

U come Uso Civile/Militare

V come Volo Verticale

Z come Zefir

L'Evoluzione dell'Elicottero

Mito di Icaro

Fin dai tempi più remoti volare è sempre stato nell’immaginario umano. Il primo volo effettuato con successo fu preceduto da secoli di sogni, studi ed esperimenti. Miti e leggende sono ricchi di riferimenti sull’ambizione dell’uomo di volare, partendo dal mito di Icaro e Dedalo che costruirono ali di cera per essere simili ad uccelli, puntando alla libertà.

Vite Aerea dal Codice Atlantico di Leonardo da Vinci

Con questo obiettivo anche Leonardo da Vinci, studiando le forme della natura, abbozzerà nei suoi appunti una rudimentale macchina, alimentata dalla forza umana, che verrà definita come primo elicottero, la così detta “vite aerea”. 

Prototipo di Enrico Forlanini

Circa quattro secoli più tardi, Enrico Forlanini progetterà il primo apparato dotato di motore a vapore capace di volare, nonostante il peso superiore a quello dell’aria. 

 Vought-Sikorsky VS-300

Tuttavia, fu nel 1942, che inizia il vero e proprio sviluppo di questa aeromobile con l’invenzione dell’ingegnere russo Igor Sikorsky. Il Vought-Sikorsky VS-300 fu il primo esemplare di elicottero ad essere prodotto in serie, dopo 20 ore di volo collaudato e 1100 chilometri percorsi, segnò il definitivo successo della formula monorotore con rotore anticoppia in coda. 

Sarà durante la guerra del Vietnam, dopo che l’elicottero avrà dimostrato la sua importanza, che si inizierà a pensare e produrre nuovi veicoli sempre più evoluti e tecnologici. A questo periodo risalgono il Boeing CH-47Chinook, il Tow Cobra e per finire il famoso Bell UH-1D HUEY, simbolo della guerra.

Per approfondimenti:

http://www2.malignani.ud.it/WebEnis/aer/Portfolio/elicottero_DALL_O.pdf

                                   

Word Cloud

Bibliografia Elicottero

- BASSI Alberto, MULAZZANI Marco, Le macchine volanti di Corradino D’Ascanio, Milano, Electa, 1999.

- Department of the Army, Vietnam studies, U.S. Army Special Forces, 1961-1971, Washington, D.C., 1989,

- FALL Bernard B., Street Without Joy, ediz. italiana: Dall’Indocina al Vietnam: Storia di due guerre, Milano, Sugar Editore, 1968.

- FILIPPI Filippo, Empirismo e scienza nella conquista dell’aria, in AA.VV., Storia delle scienze, vol. V, Conoscenze scientifiche e trasferimento tecnologico, Torino, Einaudi, 1995.  

- GALLUZZI Paolo, Dalle tecniche alla tecnologia, ivi. - KREISHER Otto, The Rise of the   Helicopter During the Korean War,

  http://www.historynet.com/the-rise-of-the-helicopter-during-the-korean-war.htm

- LEISHMAN Gordon J., A History of Helicopter Flight,                https://prezi.com/bmnrhbgxvb3y/httpterpconnectumdeduleishmanaerohistoryhtml/                           

- MENCARELLI, Igino, I padri dell’ala rotante, Roma, Ufficio storico dell’Aeronautica militare, 1969.

- MUNSON Kenneth, Helicopters and Other Rotorcraft since 1907, London, Blandford press, 1973.

- Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia, La storia dell’elicottero, Dai precursori all’industrializzazione,

- PASSARANI Massimo, L’invenzione dell’elicottero, Roma, Biblioteca del CASD, 2000-2001.

- RIPLEY Tim, Modern Military Helicopters, London, HarperCollins, 1998.

Utilizzo civile e militare dell'elicottero

Come abbiamo visto, il brevetto di Henry H. Gridley è datato 1911, tuttavia il primo vero impiego per cui verrà usato l’elicottero risale agli anni della Seconda Guerra Mondiale. Questo nuovo veicolo trova velocemente lavoro come arma di combattimento e soprattutto per la ricognizione e il trasporto merci. Grazie alla sua capacità di mantenersi fermo durante il volo e la necessità di poco spazio per l’atterraggio e il decollo, lo troviamo spesso impiegato nella sorveglianza, nel soccorso e nel monitoraggio. Nonostante il suo uso in guerra, presto ci si rese conto che l’elicottero poteva avere una grande rilevanza anche nell’utilizzo civile per le caratteristiche sopra citate. Al giorno d’oggi ritroviamo questo mezzo come eliambulanza, e come elicottero antincendio. Capace di trasportare grandi pesi e grazie alla sua velocità e stabilità, l’elicottero è enormemente usato in vari ambiti, ad esempio nella costruzione di teleferiche e funivie, nella riparazione di reti telefoniche e per ultimo in molte riprese televisive.

Tuttavia, nonostante la sua utilità sia stata riscontrata in vari ambiti, sono spesso più tristemente noti agli onori della cronaca fatti che coinvolgono l'elicottero in terribili tragedie.

Nuove tecniche e materiali del primo '900

I primi anni del 1900 segnano un’epoca di sviluppo e cambiamento. Immediatamente successivi agli anni della seconda rivoluzione industriale, il mondo si trova davanti ad un periodo di svolta, almeno in Europa. La depressione di fine 800 non ferma lo sviluppo della tecnologia né la ricerca per il pieno sfruttamento dei materiali. Nel periodo che va dal 1906 al 1920 si fanno importanti scoperte sull'alluminio che aumenteranno notevolmente il suo sviluppo e i suoi ambiti di impiego. Alfred Wilm, metallurgo tedesco, scoprì un’importante lega chiamata duralluminio, principalmente usata nella costruzione di aerei. Il metallurgo tedesco notò come l’alluminio, contenente il 7% di rame, dopo essere stato temprato se lasciato raffreddare diversi giorni aumentasse nettamente la sua resistenza. Alfred Wilm dedicò un articolo a questa nuova lega solo nel 1911 e grazie alla sua scoperta si migliorò notevolmente l’industria aerea. Il primo uso del duralluminio si riscontra nella costruzione del telaio rigido di un dirigibile e successivamente lo si ritrova in aeronautica. Importante passo avanti nella tecnologia fu la costruzione di una prima macchina dotata di avviamento elettronico, insieme di organi meccanici destinati all’avviamento del motore stesso, inoltre, in questi anni, si ha anche la realizzazione della prima nave a diesel. La MS Selandia fu la prima nave transatlantica di grande tonnellaggio equipaggiata con un motore diesel, varata il 4 Novembre 1911, fu utilizzata per il servizio mercantile tra la Scandinavia, Genova, Bangkok e Thailandia. I primi anni del 1900 segnano un’importante traguardo anche per l’industria bellica, alle porte della Prima Guerra Mondiale, si inizia ad investire sempre di più negli armamenti, tale investimento permetterà un notevole sviluppo dell’economia e dell’industria italiana.

ANNO 1911

Mentre Henry H. Grindley brevetta il suo nuovo modello di elicottero, evidenziando l’importanza di una struttura aerodinamica che garantisca stabilità al volo; l’Italia festeggia il cinquantesimo anno dalla sua unità con l'esposizione universale di Torino dove Franz Miller presenta l'elicoplano e in Europa si celebra per la prima volta la Giornata Internazionale della Donna. Tutto ciò avviene nel 1911, anno in cui i rapporti tra le varie potenze mondiali diventano sempre più tesi come testimonierà l’inizio della crisi di Agadir il 1° luglio che coinvolgerà Germania, Francia e Gran Bretagna. Il lungo periodo di pace e sviluppo economico conosciuto come Belle Epoque sta finendo e la sua fine segnerà l'inizio della Prima Guerra Mondiale nel 1914. 

L'Italia, animata da una campagna nazionalista favorevole all'intervento in Libia, dichiara guerra alla Turchia e per la prima volta un aeroplano, pilotato dal capitano italiano Piazza, viene usato in guerra. Nonostante le crisi internazionali, il 1911 è un anno importante anche per le arti e le scienze, inizia il periodo cubista di Pablo Picasso, Gabriele D'Annunzio compone "Le canzoni delle gesta d'oltremare", A. Einstein enuncia il principio di equivalenza delle forze inerziali e gravitazionali e E. Rutherford presenta il suo modello atomico. Inoltre si fanno importanti passi avanti anche nella tecnologia dove si vede la prima costruzione di un aereo bimotore e di un idrovolante. 

Parole significative del "trovato"

Screw propeller	Eliche a vite
Lifting blades	Pale di sollevamento
Aerofoil member	Profilo alare
Supporting plane	Piano di supporto
Tubular member	Membro tubulare
Annular space	Spazio anulare
Diaphragm	Diaframma
Current of air	Corrente d’aria
Atmospheric pressur	Pressione atmosferica
Momentum	Quantità di moto
Trap door member	Botola
Helicopter	Elicottero
Motive power	Forza motrice
Drive-chain	Catena di trasmissione

L'ELICOTTERO di Henry H. Gridley

Non molto tempo fa pensare a macchine volanti era una follia accessibile solo ai sognatori, oggi invece è diventata una realtà molto comune. L’aeromobili sono diventate quasi scontate che non ci si pone neanche più il problema di come esse facciano a volare, ci si sale e in un atto di totale fiducia si aspetta l’atterraggio. Ne esistono svariate tipologie dedicate alle più svariate attività ma nonostante la loro diffusione solo in pochi si chiedono come esse siano veramente in grado di muoversi nel cielo. Studiando il brevetto di Henry H. Gridley ho avuto la possibilità di analizzare nel dettaglio la forma e le capacità di un elicottero progettato nel 1911 capendone le potenzialità e l’innovazione per l’epoca. Henry H. Gridley, cittadino americano residente nello stato del Massachusetts, aggiunse allo storico modello di elicottero, composto principalmente da un propulsore e da pale di sollevamento, un piano di supporto o profilo alare e ancor più importante un sistema di membri tubulari a fondo aperto che tramite il passaggio di aria permettevano la stabilità e l’equilibrio del veicolo. Prestando particolare attenzione alla distanza e al diametro dei tubi nonché agli spazi anulari e al diaframma del veicolo creò un sistema che permise di sfruttare la pressione e le correnti d’aria per far decollare e stabilizzare il volo dell’elicottero. 

In conclusione, la novità nel brevetto di Henry H. Gridley è quella di mettere l’accento sulla struttura aerodinamica dell’elicottero non meno importante rispetto alla forza motrice o ai comandi di volo, evidenziando come la forma del veicolo riesca ad assicurare maggior stabilità e sicurezza al volo.