L’aliante è un velivolo che può volare senza un motore, sfruttando le sole correnti d’aria. Oggi andremo a esplorare come questi affascinanti velivoli riescano a guadagnare quota e a coprire anche lunghe distanze senza alcuna propulsione.
Introduzione agli alianti
Gli alianti, noti anche come velivoli che “volano a vela”, sono aerei progettati per volare senza motore, e nonostante quel che possa sembrare, possono guadagnare molta quota e percorrere lunghe distanze grazie a un design aerodinamico e leggero.
La loro capacità di planare e di rimanere in volo per ore è ciò che li rende unici nel panorama dell’aviazione. Gli alianti sono utilizzati sia per scopi ricreativi che sportivi e offrono un’esperienza di volo unica, silenziosa e sostenibile.
Le basi del volo degli alianti
Il volo degli alianti si basa su principi fisici fondamentali. A differenza degli aerei motorizzati, gli alianti non possono mantenere la loro altezza senza l’ausilio di correnti ascensionali. Essi utilizzano la gravità e l’energia termica per rimanere in volo.
Quando un aliante decolla, inizia un viaggio che può durare a lungo, a condizione di trovare le giuste condizioni atmosferiche. La chiave del volo degli alianti è la capacità di sfruttare le cosiddette “termiche“, che possono essere generate da diversi fenomeni atmosferici.
Cosa sono le termiche?
Le termiche sono colonne di aria calda che si sollevano dal suolo quando il sole riscalda la superficie terrestre. Le stesse correnti che “disturbano” il volo a motore durante le giornate estive e che cerchiamo di evitare con i nostri piccoli aeroplani, sono esattamente le stesse che un pilota di aliante cerca attivamente.
Quando un aliante entra in una termica, il pilota può adottare un volo circolare per rimanere all’interno della corrente ascensionale, guadagnando così altitudine. Le termiche possono variare in intensità e dimensione, e trovare le più forti è essenziale per un volo prolungato. Il requisito essenziale per un pilota di aliante è che conosca benissimo ogni aspetto meteo, per esempio l’impatto dei fronti meteorologici di cui parliamo in un articolo dedicato.
Principi di aerodinamica
L’aerodinamica gioca ovviamente un ruolo cruciale nel volo degli alianti.
Gli alianti hanno ali lunghe e sottili, che consentono di ottenere una maggiore efficienza aerodinamica. Adottano dei profili laminari di forma concavo-convesa e questa struttura è in grado di offrire il miglior rapporto tra resistenza e portanza. Ultimamente, al pari degli aeroplani di grandi dimensioni, sono state introdotto anche nel mondo degli alianti le cosiddette winglets che riducono ulteriormente la resistenza indotta, permettendo all’aliante di “scivolare” attraverso l’aria con meno difficoltà.
Velocità e rapporto di planata
Altro fattore imprescindibile per il volo a vela è il “rapporto di planata”, (glide ratio) quindi il rapporto tra la quota necessaria per percorrere una certa distanza in assenza di vento e la distanza stessa. Gli alianti moderni hanno efficienza superiore a 30 (o 30:1) (che significa che sono in grado di percorrere 30 km partendo da 1000 metri di quota, o che ogni metro di perdita di quota, è in grado di percorrere 30 metri orizzontalmente), ma esistono modelli molto sofisticati che possono raggiungere un’efficienza anche doppia!
Come nel volo a motore, anche gli alianti hanno una velocità di massima efficienza (best glide). E’ utile ricordare che il peso riduce l’efficienza oraria massima (il rapporto tra il tempo che l’aliante può rimanere in volo e la quota persa) ma non la glide ratio. Infatti, più il peso aumenta, più sale la velocità di massima efficienza. Per fare un esempio concreto che ci potrebbe aiutare a capire meglio il punto, possiamo pensare a un aliante che perdendo 1000 m resta in volo per 30 minuti e quindi avrà un’efficienza oraria massima di 0,5h/km che è un parametro diverso rispetto al glide ratio che resta sempre (prendendo come esempio quello menzionato sopra, 30:1.
Di conseguenza, con il peso maggiore la planata avverrà a velocità maggiore ma la perdita di quota sarà la stessa. Sarà il tempo in volo che sarà inferiore. Devo dire che questo è ancora uno dei quei punti che potrebbero sembrare contro intuitivi ma basta pensare che sia il glide ratio che best glide sono solitamente riportati dei Manuali Operativi dell’aeroplano ma ovviamente non verrà mai riportato il tempo di planata.
Per fare inoltre qualche esempio parlando di aeroplani a motore, il buon Cessna 172 ha un rapporto di planata 9:1, mentre un Boeing 747 15:1.
Aspect ratio
Aspect Ratio o Allungamento alare è un altro aspetto che riguarda il volo in generale e ha un impatto significativo sul volo di un aliante. L’aliante infatti ha un valore di Aspect ratio molto elevato rispetto ad un ala di un aereo da turismo. Questo valore rappresenta il rapporto tra il quadrato dell’apertura alare e la superficie alare. In linea di massima, la formazione dei vortici (Tip Vortex) è inversamente proporzionale all’allungamento alare (cioè più alto è l’allungamento, meno vortici si creano – vedi sopra l’utilizzo winglets.
Materiali utilizzati negli alianti
Gli alianti sono costruiti con materiali leggeri e resistenti, essenziali per garantire performance ottimali in volo. L’uso di materiali compositi ha rivoluzionato il design degli alianti, rendendoli più leggeri senza compromettere la robustezza.
I materiali più comuni includono fibra di vetro, fibra di carbonio e kevlar. Questi materiali conferiscono agli alianti una resistenza straordinaria, permettendo loro di resistere alle sollecitazioni del volo mentre mantengono un peso ridotto. Specialmente la fibra di vetro è stata a lungo preferita per la sua facilità di lavorazione e il costo relativamente basso ma la fibra di carbonio offre una resistenza superiore e una leggerezza maggiore. Quindi è ideale per la costruzione di aliante a elevate prestazioni.
Cosa si trova all’interno di un aliante
La struttura interna degli alianti è progettata per massimizzare la resistenza e minimizzare il peso. Le nervature e i rinforzi sono posizionati strategicamente per supportare le ali e il fusoliera, garantendo stabilità e sicurezza durante il volo. Questa ingegneria avanzata permette all’aliante di affrontare condizioni di volo avverse senza compromettere la loro integrità strutturale.
Strumenti di volo negli alianti
Ogni aliante è dotato di strumenti di volo essenziali che aiutano il pilota a monitorare le condizioni di volo e a prendere decisioni informate. Questi strumenti sono cruciali per garantire un volo sicuro ed efficiente. E sono quelli che fanno parte della dotazione minima anche degli aeroplani a motore: l’anemometro, l’altimetro e il vario. Ognuno di questi strumenti fornisce informazioni fondamentali per la navigazione e il controllo del volo.
- Anemometro: misura la velocità dell’aria rispetto all’aliante.
- Altimetro: indica l’altitudine dell’aliante.
- Variometro: fornisce informazioni sulla velocità di salita o discesa.
Questi strumenti lavorano insieme per garantire che il pilota possa mantenere il controllo e ottimizzare le prestazioni del volo.
Tecniche di decollo per alianti
Il decollo di un aliante è un momento cruciale che richiede precisione e attenzione. Esistono diverse tecniche di decollo, ognuna con i propri vantaggi e svantaggi.Le tecniche più comuni includono il decollo trainato, il decollo con verricello e il decollo autonomo.
Decollo trainato
In questa tecnica, un aereo trainante solleva l’aliante a un’altitudine sufficiente per iniziare a volare autonomamente. Questo metodo è efficace e permette di guadagnare rapidamente quota.
Una volta raggiunta l’altezza desiderata, il pilota stacca il cavo di traino e inizia a planare. Il pilota dell’aeroplano trainante deve essere in possesso di un’abilitazione specifica per poter svolgere quest’attività.
Decollo con verricello
Il decollo con verricello utilizza un sistema di cavi e pulegge per sollevare l’aliante. Questo metodo è più economico rispetto al decollo trainato, ma l’altezza raggiunta è generalmente inferiore. Inoltre, questo metodo richiede le piste con una lunghezza superiore ai 1.000 metri, cosa che nei piccoli campi dove gli alianti sono spesso di casa, non si ha a disposizione.
Esistono anche degli alianti chiamati “self-launcher”, cioè alianti che possono decollare in autonomia essendo dotati di un motore di piccole dimensioni da utilizzare appunto in decollo. Da qualche anno i motori possono essere anche elettrici, cosa che è gradita per l’utilizzo silenzioso e più ecologico.
Il futuro degli alianti
Il futuro degli alianti sembra promettente, con continui sviluppi tecnologici e innovazioni nel design. I nuovi materiali e le tecniche di costruzione stanno permettendo la creazione di alianti sempre più efficienti. Inoltre, l’interesse crescente per il volo sostenibile e l’energia pulita sta spingendo sempre più persone verso il volo con alianti, rendendo questo settore in espansione.