Diana 2 – un aereo speciale e unico nel suo genere

La Diana 2 si basa in gran parte sull’esperienza acquisita con la Diana 1. Cominciamo quindi con alcune osservazioni sulla Diana 1. Bogumil Beres, capo del team di progettazione dell’azienda polacca SZD, verso la fine degli anni Ottanta si era prefissato l’obiettivo di percorrere nuove strade senza compromessi nella classe da competizione dei 15 metri. Il risultato di questo lavoro di sviluppo fu la Diana 1, un aliante piuttosto insolito. Con uno spessore del 13% alla radice dell’ala, presentava il profilo più sottile, aveva l’allungamento più elevato (27,6) tra tutti gli aliante da competizione e la superficie minima della fusoliera e dell’ala. Con un peso a vuoto di soli 187 kg, la Diana 1 era un vero e proprio peso piuma, poiché pesava circa 50 kg in meno rispetto ai suoi concorrenti-

correnti. Un’ulteriore riduzione decisiva del peso è stata ottenuta grazie alla scelta, molto insolita, di rinunciare al longherone alare. Tutte le forze di flessione, taglio e torsione sono state assorbite dai gusci alari. Oltre alla silhouette estremamente slanciata, anche l’impiego senza compromessi di fibre di carbonio e aramidiche ha contribuito al peso ridotto. Le ali contenevano 160 litri di zavorra d’acqua, grazie alla quale il Diana 1 presentava il miglior rapporto tra peso a vuoto e carico di zavorra. Le ali, dotate oltre che di tre flap di curvatura e alettoni anche di freni di picchiata, venivano – e anche questa è una caratteristica costruttiva unica – montate su un mozzo che sporgeva dalla fusoliera. Non appena il primo Diana 1 compì il suo volo inaugurale nel 1990, diversi piloti di punta lo utilizzarono con successo per battere record. A una prima serie di record femminili seguirono ulteriori record di velocità su triangoli di 300, 500 e 1000 chilometri. In tale occasione si riuscì a completare un triangolo di 1000 chilometri con una velocità media leggendaria di 144,95 km/h. In Polonia, un pilota locale vinse addirittura il campionato polacco nella classe Open, quando si sfidò con la Diana 1 da competizione contro le “Superorchidee”. Bogumil Beres, che aveva acquisito i diritti sul Diana 1 dopo il fallimento della SZD, ne produsse alcuni esemplari nella sua officina. Dal punto di vista commerciale, la Diana 1 non ebbe successo. Sebbene non fosse difficile da pilotare, rimase un velivolo destinato a pochi piloti orientati esclusivamente al successo e intransigenti, che avevano dichiarato come unica priorità il raggiungimento delle massime prestazioni possibili.

Già durante la produzione della Diana 1, Bogumil Beres si stava occupando della progettazione della Diana 2. Grazie all’accesso a computer e software all’avanguardia e alla collaborazione di un esperto di aerodinamica dell’Università Tecnica di Varsavia, è stata realizzata un’ala completamente nuova con un profilo innovativo. Mentre la Diana 1 presentava ancora la classica configurazione a trapezio multiplo con bordo d’attacco rettilineo su tutta la lunghezza, l’ala della Diana 2 è ora fortemente ellittica e inclinata all’indietro. Ciò consente di ridurre sia la resistenza indotta che quella di profilo. Con un 12,8% alla radice e un 12,2% all’estremità dell’ala, il profilo alare della Diana 2 è addirittura leggermente più sottile di quello della Diana 1. Grazie alla pianta completamente nuova, la superficie alare aumenta di 0,48 ^m², mentre l’allungamento è stato leggermente ridotto. La struttura dell’ala, realizzata in stampi fresati a CNC, è rimasta la stessa della Diana 1, ovvero una struttura a guscio puro. I flap, tuttavia, non sono più suddivisi e si estendono per l’intera apertura alare. Una novità sono le winglet di serie. Grazie all’ala leggermente più bassa, si ottiene una maggiore cavità nell’ala, che rimane priva di longheroni, consentendo di caricare fino a 240 litri di zavorra d’acqua. In questo modo, la zavorra massima supera nettamente il peso a vuoto, ulteriormente ridotto a 182 kg: un valore unico nel suo genere. Il Diana 2 è l’unico aliante in grado di trasportare una zavorra d’acqua superiore al proprio peso a vuoto. Ciò consente di variare il carico alare in misura finora ineguagliata e di adattarlo perfettamente a qualsiasi condizione meteorologica. La fusoliera è rimasta invariata, fatta eccezione per una nervatura di raccordo leggermente più profonda e a minore resistenza. Tuttavia, viene offerta solo una versione con cappottina lunga. Nel caso del Diana 1 era ancora possibile scegliere tra una cappottina più corta e una più lunga. Anche la Diana 2 viene comandata con una cloche laterale posizionata a destra. Il 12 gennaio 2005 la Diana 2 ha decollato per il suo volo inaugurale. Dopo l’atterraggio, l’entusiasta pilota collaudatore ha dichiarato spontaneamente di aver appena pilotato una Ferrari. Nello stesso anno la Diana 2 è stata impiegata nelle competizioni e da allora incute timore alla concorrenza. Già alla sua prima gara in Francia si è aggiudicata il primo posto, dando così inizio a un’incredibile serie di vittorie in numerosi campionati europei. Anche nel Gran Premio mondiale, una nuova forma di competizione nel volo a vela, la Diana 2 si è classificata più volte al primo posto, l’ultima volta nel 2007 in Nuova Zelanda.

Nonostante sia stata progettata in modo da garantire prestazioni al massimo livello, è facile da far decollare, pilotare e atterrare, tranne che nella fase di decollo in caso di zavorramento estremo. Le vengono riconosciute caratteristiche di volo lento docili, elevata agilità e un assetto armonioso dei comandi.

Mentre per la Diana 1 avevamo scelto la scala 1:3,5 per contenere le dimensioni e ridurre così al minimo il rischio di danni durante l’atterraggio in pendenza, sulla base delle esperienze positive abbiamo deciso di costruire la Diana 2 in scala 1:3. Grazie alla documentazione originale che Bogumil Beres ci ha gentilmente messo a disposizione, avevamo una buona base di partenza per una riproduzione fedele all’originale. Anche in questo caso, come nei nostri progetti precedenti, era richiesta una costruzione leggera e coerente. Con una superficie alare di 94 dm² e un peso minimo di 6700 g, ne è risultata una carica alare minima di soli 71 g/dm², che durante i test di volo si è rivelata piuttosto insufficiente. Per questo motivo, la Diana 2 viene spesso fatta volare con un chilogrammo o più di zavorra. Ci si chiede giustamente se abbia senso costruire un aliante in scala il più leggero possibile per poi appesantirlo nuovamente con la zavorra. Ebbene, ha senso, perché la massa si trova esattamente dove dovrebbe essere idealmente, ovvero nel baricentro. L’aliante guadagna in dinamismo, ma, poiché le ali rimangono leggere, non perde nulla della sua agilità e, anche con un carico elevato, può essere pilotato con precisione con movimenti minimi dei comandi.

In questo modello, sostanzialmente molto fedele all’originale, ci siamo concessi delle modifiche solo per quanto riguarda i flap alari. Abbiamo suddiviso in tre segmenti azionati singolarmente il flap di curvatura/aletta dell’originale, che era continuo. Inoltre, abbiamo rinunciato al freno di picchiata, poiché gli alianti con ali a sei flap possono atterrare perfettamente nella «posizione a farfalla» (Butterfly) senza flap di frenata aggiuntivi, un’esperienza che avevamo fatto, tra l’altro, con il Diana 1.

È stato nuovamente utilizzato il profilo HN-474, già più volte collaudato, che presenta una curvatura del 2,1%. Norbert Habe, che desideriamo ringraziare sentitamente per il suo impegno, aveva proposto su richiesta il profilo HN-930, con una curvatura del 2,05%, che secondo la sua valutazione è ancora un po’ più docile. Sulla base delle ottime esperienze avute finora, però, alla fine abbiamo deciso di optare nuovamente per l’HN-474. L’idea di «accelerare» un profilo «di base veloce», cioè leggermente curvato, aumentandone la curvatura tramite una posizione positiva dei flap e rendendolo così più lento, sembra funzionare meglio rispetto al tentativo di ridurre la curvatura di un profilo «di base lento», cioè più fortemente curvato, tramite una posizione negativa dei flap e renderlo così più veloce. Il presupposto fondamentale è però una massa in volo ridotta; altrimenti, con un profilo leggermente bombato, si incontrano difficoltà alla velocità minima a causa dell’elevato carico alare. Come sempre, abbiamo mantenuto lo spessore del profilo il più ridotto possibile. Il fattore determinante è stato il fatto che il connettore alare esistente nella radice e i sottili servocomandi da 10 mm per i flap esterni dovevano trovare spazio a malapena. Ne è risultato uno spessore del profilo dell’11% alla radice e del 9% all’estremità dell’ala.

Ancora una volta è stato Richi Oberholzer a realizzare il modello positivo dello scafo, levigando con grande sensibilità per le forme i segmenti di schiuma rigida che aveva incollato su un tubo centrale di alluminio e rivestendo la forma con tessuto di vetro. Sono seguite numerose passate di stucco e levigature intermedie, fino a quando la superficie non è risultata liscia. A questo punto si è passati alla costruzione dello stampo dello scafo, lavoro in cui ci hanno aiutato ancora una volta Willi Fahrni e Hans Rudolf Lüdi (Lümo). Le fusoliere sono costituite da uno strato di rivestimento spruzzato di UP-Vorgelat e da diversi strati di fibra di vetro (160 g/m² e 280 g/m²), orientati a 90°/0°, 45° oppure orientate unidirezionalmente a nastro. Si trattava di tenere sotto controllo le forze di torsione e di flessione della lunghissima trave dell’impennaggio. Una fusoliera di questo tipo pesa circa 1500 g, il che è un buon valore considerando la scala. Una caratteristica esclusiva è il carrello di atterraggio retrattile, molto leggero, sviluppato e costruito da Theo Stähli, fissato a un unico ordito con silentblock ammortizzanti e sospeso tramite anelli di gomma. La calotta trasparente, molto lunga, è stata realizzata da Bruno Greuter.

La progettazione delle ali e delle superfici di controllo era di mia competenza. La vera sfida è stata la realizzazione dell’ala con profilo ellittico utilizzando la tecnica di costruzione in positivo. Poiché inizialmente si trattava di costruire due prototipi e non avevo a disposizione una fresatrice CNC di grandi dimensioni per la produzione degli stampi delle ali, l’unica opzione era la tecnica di costruzione con polistirolo. Poiché si puntava alla massima precisione possibile del profilo, l’anima dell’ala, soprattutto nel terzo più esterno, doveva essere composta da numerosi segmenti corti di polistirolo, per un totale di 15 per ala. L’anima dell’ala è rivestita con un sottile strato di abachi. La resistenza alla torsione è garantita da una D-Box, con l’impiego di tessuto in carbonio da 160 g/m² nei due terzi interni dell’ala e da 90 g/m² nel terzo esterno. La direzione delle fibre è naturalmente disposta con un angolo di 45° rispetto al longherone. Anche tutte le alette dell’ala sono rinforzate con tessuto in carbonio da 90 g/m². Il longherone è costituito da un’anima in Rohacell, rivestita da un tubo intrecciato in carbonio. Il longherone si integra senza soluzione di continuità nelle tasche di alloggiamento realizzate in aramide, nelle quali viene inserito il connettore alare realizzato in carbonio in un unico stampo. Le forze di flessione vengono assorbite dalle cinghie del longherone, costituite, durante l’incollaggio dell’ala, da singoli roving in carbonio applicati con la tecnica «wet-on-wet». Il numero dei roving diminuisce progressivamente dalla radice all’estremità dell’ala. Per ogni ala sono stati utilizzati circa 70 metri lineari di roving. Da ciascuna radice dell’ala sporgono due perni in alluminio che si innestano in tubi di alloggiamento nella fusoliera. Durante la levigatura dell’ala sono stati necessari grande sensibilità e un controllo preciso mediante dime con profili di riferimento. È seguita poi la costruzione delle winglet innestabili. Dopo aver applicato un rivestimento di tessuto di vetro da 49 g/m² disposto in diagonale e una successiva mano di primer, Andi Schwerzmann ha spruzzato con maestria una verniciatura bicomponente sottile ma coprente su ali, sulle ali, sull’impennaggio e sulla fusoliera, che sono state poi levigate e lucidate a specchio. Solo a questo punto sono stati staccati i flap, rimontati con cerniere in silicone e installati i servocomandi. Pronta al volo, un’ala pesa circa 1300 g.

Il timone di direzione e l’impennaggio di quota sono realizzati con la stessa tecnica delle ali, ma senza longherone. Data la lunghezza molto elevata del braccio di leva dell’impennaggio, si è prestata estrema attenzione alla riduzione del peso. Anche nel caso del Diana 2, l’impennaggio di profondità è posizionato sulla metà posteriore dello smorzatore dell’impennaggio laterale, quindi estremamente arretrato, motivo per cui è stato necessario progettare e costruire con estrema cura il fissaggio e l’azionamento dei flap.

Anche per la Diana 2 utilizziamo solo un ricevitore a dieci canali. Poiché azioniamo il vario e il gancio di traino tramite un’unica uscita del ricevitore, il numero di canali è sufficiente. Sono state programmate tre posizioni dei flap, che possono essere selezionate tramite un interruttore a tre posizioni. Nelle posizioni “velocità” e “volo lento” tutte e tre le alette sono attive, ma con escursioni decrescenti verso l’esterno. Durante le virate nelle termiche, solo l’aletta più esterna funge da alettone. Al decollo e durante le virate sul pendio, l’aletta centrale viene attivata come alettone, ma con un’escursione ridotta. Con la posizione «corvo» si riduce rapidamente la velocità, motivo per cui viene aggiunto il timone di profondità, affinché l’aliante non perda quota.

La Diana 2 porta giustamente il suo nome. Sviluppa, soprattutto quando è zavorrata, una dinamica impressionante. La gamma di velocità testata finora va dai 30 ai 250 km/h. Se si fa scendere la Diana 2 da 300 m con i flap in posizione negativa e la si fa sfrecciare in volo radente sopra la pista, è quasi impercettibile. La successiva risalita sembra non finire mai. Il velivolo esegue enormi looping, mentre le virate avvengono con estrema precisione. Con un EWD di appena un grado circa, la Diana 2 è ottimizzata per il volo veloce. Finora è stata pilotata con un carico massimo di 2700 g (102 g/dm²), ma, a giudicare dalle caratteristiche di volo lento con carico, potrebbe sopportare un carico utile ancora maggiore. Dal punto di vista della resistenza, il carico non rappresenta un problema, poiché la Diana 2 è progettata per sopportare un carico di 25 g. Da quando l’escursione del timone di profondità è stata ulteriormente ridotta, la Diana 2 vola in cerchio a una velocità costante e sorprendentemente bassa senza tendenza a ribaltarsi. Le escursioni dei flap sono tutte ridotte, ma il timone deve rimanere costantemente spostato nella direzione della virata, altrimenti la Diana 2 rimane «bloccata» in cerchio. Qui si manifesta l’elevata stabilità di rotta, che fa planare la Diana 2 in volo rettilineo come su binari. La forma a V, di soli 2,5 gradi per lato, si colloca al limite inferiore. Insieme alla forte freccia alare, che agisce da stabilizzatore anche in virata, questa forma a V ridotta è comunque sufficiente. La struttura alare posizionata in basso richiede maggiore attenzione durante il decollo e l’atterraggio su piste non appena falciate, a causa della ridotta distanza dal suolo delle ali laterali. In avvicinamento all’atterraggio, la Diana 2 procede come su binari. Con il flap di curvatura in posizione positiva, l’avvicinamento finale è lento e stabile; l’altezza in eccesso viene ridotta in modo efficiente con la posizione «butterfly» senza aumento della velocità.

Il Diana 2 è un velivolo davvero speciale e unico nel suo genere. Sia a terra che in volo, si distingue immediatamente dagli altri alianti per le sue linee aggraziate. È un vero piacere pilotarlo sia nelle termiche che in pendio. La sua dinamica sembra non avere limiti. Ogni volo ci ripaga ogni volta delle centinaia di ore che abbiamo investito nello sviluppo e nella costruzione del Diana 2.