Sotto l'incantesimo dell'energia cinetica

Il volo a vela dinamico (DS) nel senso «classico» del termine è spesso oggetto di discussioni appassionate tra gli appassionati di aeromodellismo. La tecnica è ormai ben nota [1,2]. I record di velocità in DS vengono regolarmente superati e si attestano attualmente a circa 880 km/h [3]. La barriera del suono sta quindi diventando, lentamente ma inesorabilmente, alla nostra portata.

Ho avuto modo di provare in prima persona l’emozione elettrizzante che si prova quando si ha il coraggio, andando contro gli istinti acquisiti, di volare con il vento nell’aria ferma o rotante sottovento, per poi virare l’aliante in modo da riportare l’energia cinetica (= velocità) contro il vento e riportarla verso il campo, per ripetere questo gioco un paio di volte. Ad ogni giro la velocità aumenta e, dopo alcuni giri, il mio F3B RTG Rotmilan, caricato con zavorra, raggiunge velocità intorno ai 250–300 km/h, portando sia me che se stesso ai nostri rispettivi limiti di volo e strutturali. A quel punto per me è finita e così mi dirigo verso l’orbita, trasformando l’energia cinetica in energia potenziale (= quota), finché i miei nervi non si sono calmati con acrobazie un po’ più tranquille e l’affascinante gioco può ricominciare da capo.

Il principio di fornire al mio aliante sempre più energia cinetica, ovvero velocità, sfruttando le differenze di flusso, mi ha ispirato una nuova tecnica di volo termico, che ho scoperto, sperimentato e perfezionato nel nostro campo di volo, nei campi termici lì ben noti (= termiche standard). Non ne ho mai letto né sentito parlare prima, ma ho sviluppato questa tecnica in modo autonomo. In questo articolo vorrei condividerla con altri appassionati di aliante in miniatura e farla conoscere a un pubblico più ampio. La chiamo DTS (Dynamic Thermal Soaring, ovvero volo termico dinamico).

Diamo un’occhiata alla sezione trasversale di una corrente termica:

La foto utilizzata proviene da [4] e in realtà mostra una scia di corrente discendente con vortici marginali di un aereo di linea. Tuttavia, capovolgendo una parte di essa, è possibile visualizzare in modo eccellente la struttura (sezione trasversale) di una corrente ascensionale termica. A tal fine ho contrassegnato il dettaglio scelto con frecce e commenti:

Il principio è noto a tutti i piloti di volo termico: una bolla di aria calda, idealmente anche umida, si forma sopra il suolo riscaldato e si stacca (ad esempio in corrispondenza di un ostacolo). Per questo motivo si parla anche di distacco. La bolla inizia a salire, trascinando con sé altra aria riscaldata. Dietro la bolla si forma un tubo di aria calda ascendente, chiamato anche «barba». Se l’aria è umida, durante l’ascesa viene rilasciato ulteriore calore di condensazione, che rafforza così l’effetto termico rispetto all’aria circostante.

Intorno al tubo di corrente ascensionale si forma un rotore anulare, simile all’anello di fumo di una sigaretta, sul cui lato esterno si generano campi di corrente discendente. Una foto [5] che ritrae il fumo ascendente dell’Etna mostra questo effetto dal basso.

Anche un fungo atomico, in definitiva, non è altro che una termica molto forte e presenta quindi una forma simile.

Nel volo termico classico si sfrutta l’aria calda per salire, effettuando virate circolari piatte centrate nella bolla, ovvero nella «barba». Se il centraggio della «barba» è impreciso, si iniziano a percepire sgradevolmente i campi di corrente discendente laterali del rotore circostante. Di solito si tende a evitarli per abitudine.

Proprio come nel volo a vela dinamico (DS) il tanto temuto «Lee», così nel volo a vela termico-dinamico (DTS) ci si fa amici proprio queste correnti discendenti esterne ai rotori, volandoci dentro con coraggio e con un’adeguata strategia di volo dinamica. Una traiettoria di volo adeguata si presenta come segue: →

Per prima cosa si allargano i normali cerchi termici piatti nella “barba” fino a formare delle ellissi. Quando poi, alle estremità più lunghe di queste ellissi, si avvertono le correnti discendenti del rotore, si capovolge l’aereo in quella zona e ci si tuffa verso il basso insieme alle correnti discendenti e al vento in coda che ne deriva. In questo modo l’aereo acquista velocità molto rapidamente. Si vira in basso con forze G adeguatamente elevate, poi si solleva il muso di circa 30-45 gradi e si risale trasversalmente attraverso la “barba” con la massima portanza nella corrente ascensionale (con i flap abbassati). Una volta tornati in alto dall’altra parte, però, la velocità acquisita non è ancora stata smaltita del tutto quando è già ora di tornare in posizione a pancia in su e di piombare giù con la corrente discendente opposta. In questo modo, con ogni otto disteso si guadagna ulteriore velocità senza perdere quota in definitiva, finché il fischio dell’aliante non diventa sempre più forte. Poiché ogni volta bisogna ancora volare un mezzo giro, non si raggiungono le velocità massime come nel DS «classico». Ciononostante, anche con il DTS il pilota e l’aereo possono raggiungere rapidamente i propri limiti. A quel punto, anche qui è il momento di risalire e di smaltire con piacere la traversata e lo stress con qualche acrobazia.

Poiché in condizioni favorevoli e con poco vento orizzontale spesso si hanno correnti ascensionali più stabili, se necessario è possibile rientrarvi subito e ricominciare il gioco da capo.

Gli «snap flaps» (ovvero l’inversione del timone di profondità e una miscelazione delicata tra flap e alettoni) favoriscono molto questa tecnica di volo DTS.

Non devono necessariamente essere sempre degli otto orizzontali. Una volta capito il trucco, è possibile raccogliere e mantenere energia cinetica anche con altre traiettorie acrobatiche dinamiche, creative e adattate alla situazione. La tattica di volo generale è questa: spingere con coraggio nelle correnti discendenti (investire, seguire la corrente), sfruttare la velocità controvento e, nelle correnti ascensionali, tirare con i flap impostati (flarare, raccogliere). Il tutto è davvero divertente! Sembra però più facile di quanto non sia in realtà, perché spesso non si riescono a vedere direttamente le correnti termiche, le bolle e i rotori. E comunque non sono segnalate. È utile esercitarsi in condizioni note (con correnti termiche standard). Anche l’osservazione degli uccelli e delle nuvole, oltre a un buon vario telemetrico, aiutano a valutare le condizioni prevalenti. Quando poi la situazione si fa davvero movimentata, si può tranquillamente spegnere il vario: a quel punto si vola comunque solo da un limite all’altro.

RTG Rotmilan (noto anche come Batmilan) e Valenta Carbonita «Nasa Thermal Research Plane».

- [1] Wikipedia DS:
https://de.wikipedia.org/wiki/Dynamischer_Segelflug- [2] Conferenza DS:
https://www.youtube.com/watch?v=nv7-YM4wno8&t=216s- [3] Record DS:
https://www.youtube.com/watch?v=4eFD_Wj6dhk- [4] Foto vortice di downwash/punta alare del jet: https://www.quantamagazine.org/an-unexpected-twist-lights-up-the-secrets-of-turbulence
-20200903- [5] Foto dell’Etna: http://starship-magazine.org/index.php?page=item&issue=5&pages=100ff

Per eseguire la traiettoria DTS qui presentata ho utilizzato un Discus da 4 m della Paritech e uno Skywalker XL da 5 m della Baudis, entrambi modelli in grado di decollare autonomamente, che grazie alle loro dimensioni sono ben visibili e, con una massa sufficiente, possiedono la resistenza necessaria per sopportare le elevate sollecitazioni G che possono verificarsi durante le manovre di volo DTS. Ma anche il F3B Rotmilan di RTG, menzionato all’inizio, ha potuto dare sfogo alle sue potenzialità con questa tecnica DTS grazie al lancio dall’alto sopra il nostro campo. In condizioni di vento più debole, con la dovuta cautela e sensibilità, è possibile utilizzare anche un aliante F5J, come ad esempio il Carbonita di Valenta.

Non vedo l’ora che tornino le termiche primaverili per dedicarmi nuovamente al divertimento del DTS!