Flavio Mattavelli
Ornitoplanate.
In questo articolo non si tratta di volo battuto, ma soltanto di planate degli uccelli in veleggiamento. Essi, quando possono, preferiscono la configurazione tuttala per andare lontano e veloci.
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A fine '800, già Otto Lilienthal,
pioniere del volo, si era occupato del volo delle cicogne. Soltanto la posizione intermedia delle ali, tra beim Niederschlag e beim Aufschlag, nel suo disegno tra la Fig. 4 e la Fig. 5, inerenti il volo battuto (o remato), cioè la posizione di volo librato, da assumersi nella planata stabile, verrà analizzata nel presente articolo. Lilienthal morì nel 1896, precipitando da circa 15 m di altezza, per incontrollo di uno dei suoi "glider" (alianti libratori concettualmente analoghi ad alcuni deltaplani con il sistema di controllo a spostamenti del corpo del pilota), con i quali comunque in precedenza aveva compiuto circa 2000 lanci fortunati.
Credo che si tratti di una cicogna bianca (Ciconia ciconia Linneus, 1758), che
potete vedere anche in questa foto, sebbene gli uccelli trampolieri vengano spesso confusi tra
loro. La configurazione del volatile approssima quella di un tuttala a
freccia leggermente inversa.
Io intendo la condizione di stabilità longitudinale in planata di un simil tuttala molto vicina alla Fig. 5, supponendo che la coda orizzontale del volatile sia quasi chiusa a fuso, senza diedro longitudinale, cioè intendendo la coda inesistente nel tuttala puro. Ciò a prescindere dalla presenza o meno della deriva per la stabilità direzionale laterale di imbardata, deriva che qui verrà trascurata per semplicità, sottintendendo comunque la presenza di un modesto diedro alare per la stabilità trasversale di rollio, pure trascurata, a favore dell'unico studio della planata diritta e stabile.
Le foto seguenti si suppongano scattate in planata pressoché diritta, ad ali aperte e ferme (non remanti). Siccome alcune sono state scattate in remata (volo battuto diritto), ma con nanotempi di otturatore, le foto cristallizzano una posizione intermedia alare, che suppongo venga assunta praticamente quasi identica nella planata stabile ad ali distese e ferme. |
Questa pagina è pertanto una verifica fotografica dell'articolo Configurazione tuttala, parte quinta (www.pseudospecie.it/H.htm), miei modelli di cartoncino tipo H, cioè ad ala quasi senza freccia, altrimenti detti tuttala quasi Plank, i più difficili da stabilizzare aerodinamicamente. Inoltre è una verifica che i tuttala a scarsa freccia, negativa o positiva, essendo i più efficienti ed anche i più difficili da stabilizzare a freccia nulla, si stabilizzano meglio con lo svergolamento negativo anteriore su ali a freccia positiva, quello realizzato nei miei modelli di cartoncino tipo A (tuttala a freccia positiva, nell'articolo Configurazione tuttala, parte prima) e, si vedrà ad esempio a fondo pagina, realizzato nei gabbiani in volo.
Vediamo dunque come mettono le ali per planare, naturalmente al meglio, le svariate specie dei volatori naturali, soprattutto in volo librato, col massimo risparmio energetico.
La nozione di volo librato è per me sinonimo di volo libero ad ali ferme, sebbene questo possa svolgersi in planata con avanzamento (gliding) oppure in salita (soaring), magari anche da fermo controvento (hanging), senza pensare, al limite, al volo dell'aquilone sospeso ad un filo.
Taluno chiama "librato" restrittivamente solo l'hanging, oppure anche il diverso "hovering" (dovuto però alle ali battenti), cioè particolari tipi di volo stazionario senza propulsione: ritengo che "in hovering" sia un'attribuzione discutibile del termine "in volo librato", al pari del volo del colibri, appunto "in hovering", volo che qui viene solo accennato.
Piante alari.
La maggioranza degli uccelli possiede ali aperte a doppia
freccia invertita (non doppiamente inversa), cioè a freccia inversa
all'attaccatura e a freccia positiva alle estremità alari (es. tipo cormorano fermo
a terra, ad ali distese ad asciugare; tuttavia non in volo, quando la pianta
alare del cormorano diviene quasi Plank). Talora in
volo le 2 frecce (negativa + positiva) quasi si unificano, spesso in pianta
quasi Plank fino alle estremità alari, almeno nei
migliori volatori, come appunto le cicogne e
gli albatros. Alle estremità alari ci sono le penne
remiganti primarie, spesso conformate a fascio appuntito nei volatili marini
(albatros, gabbiani e fregate) e nei rondoni e rondini, ma talora, soprattutto
nei volatili terrestri e di montagna, le remiganti primarie possono essere
digitate, cioè aperte come nelle cicogne, e talora incurvate anche a doppio
diedro trasversale ellittico (vedere avanti in alcune foto, in particolare in
quella della gru coronata). Lo scopo della conformazione delle estremità è
indubbiamente quello di diminuire la resistenza indotta, sebbene si possa
confondere la scelta migliore tra l'appuntimento e la
digitazione.
La maggioranza degli uccelli volatori, quando può, chiude la coda a fuso durante il volo, per diminuire la resistenza aerodinamica della "fusoliera", in configurazione (quasi) tuttala. Però tutti hanno la coda e la usano naturalmente al meglio. Voglio dire che un'influenza aerodinamica la coda ce l'ha anche quando è chiusa, anche se non è la forte influenza dello stabilizzatore orizzontale degli aerei convenzionali, perché con la coda chiusa ogni uccello in volo è considerabile principalmente un simil tuttala, o ha una configurazione longitudinale ibrida tra quelle tuttala e quelle convenzionale e canard.
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Nell'immagine
dell'Associazione Ornitologica Trentina sono riportate diverse
tipologie di ali, a diversi allungamenti, tra
le quali mi interessa di più quella maggiormente allungata del volatile
marino berta (credo berta maggiore), la cui ala si avvicina di più al
concetto ideale di ala Plank, pur discostandosene
nelle estremità a freccia positiva e nel bordo d'uscita birastremato,
esso pure con inversione della sua freccia: quindi dirò che l'ala della berta
è simil Plank, quasi come l'ala del gabbiano, che si può vedere fotografato
in pianta inferiore a fine pagina. Non c'entra il fisico Max
Plank, "plank"
significa semplicemente tavola in inglese, ed il termine è aeromodellistico. |
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Riguardo ai rapaci diurni (Accipitridi
e Falconidi) e notturni (Strigiformi) si potrebbero scrivere trattati, di
riconoscimento, abitudini di caccia e di volo etc., rimando al sito della
Scuola Faunistica Venatoria Veneta,da cui ho prelevato
l'immagine a lato delle silouettes di alcuni rapaci
diurni. Più che al ricoscimento
delle singole specie, che pure mi attrae moltissimo, ho fissato l'attenzione
sulla forma delle ali e delle code in volo librato. |
Le migrazioni avvengono generalmente a velocità medie più basse, alternando anche talora momenti di sosta. E' difficile trovare informazioni precise sulle velocità nelle diverse fasi dei voli. Pare che la cicogna migri in media sui 35 Km/ora ed il cigno arrivi a 60 Km/ora, ma si può confondere le velocità di planata con quelle maggiori di volo battuto. Inoltre gli uccelli possono planare alla massima velocità per la massima distanza, oppure ridurre la velocità di planata (magari per fare "soaring"), tramite opportuno uso delle remiganti e forse della coda.
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Glossario
inglese/italiano (che
continuerà nel testo sotto la seguente foto). Purtroppo
mancano le fregate, che si dice abbiano un carico alare bassissimo, minore forse della sterna comune, se è vero che possano
planare a 10 Km/ora (potrebbe dipendere dal vento contrario); le fregate
dovrebbero avere il carico alare minimo in assoluto tra gli uccelli. |
Foto a destra:
fregata maggiore femmina, dal sito Telecolor Greentime. |
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A sinistra (foto
WWF Lecco): rondone maggiore o alpino (Tachymarptis melba,
Apus melba). Certo non viaggia
sempre a tale velocità: si dice che i rondoni migrino in media sui 40 Km/ora. |
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La
maggioranza degli aeromodellisti credo che pensi che le estremità alari vadano svergolate
(negativamente) soltanto per diminuire la resistenza indotta, inoltre possano
essere semplicemente rastremate e/o appuntite, più o meno arrotondate, al
massimo dotate ciascuna di una "winglet",
in quanto sugli aerei è difficile realizzare estremità alari multi digitate,
come quelle degli uccelli, sempre soltanto per diminuire l'indotta; infatti gli
aerei civili moderni hanno quasi tutti delle "winglets"=
alette verticali in cima alle ali.
Credo che quasi nessuno pensi che la maggioranza degli uccelli
vola diritto a coda chiusa, perché la maggioranza degli aerei non è tuttala, ed
ha i timoni convenzionali.
Eppure, come i tuttala necessitano di stabilizzazione,
anche gli uccelli devono essere stabili, ma come, se non usano la coda quando
volano diritto?
Ho sempre sostenuto che lo svergolamento alare serve
soprattutto per la stabilizzazione longitudinale, anzi che si tratta di uno
svergolamento anteriore sul bordo d'entrata dell'ala (come nei miei tuttala
tipo A), cioè come se esistessero degli "pseudo-alettoni
anteriori" (bruttissima denominazione), o
meglio esistessero quelle che avevo (pure malamente) denominato pseudowinglets.
Non ho trovato denominazioni formali migliori, ma la sostanza dello svergolamento anteriore rimane immutata, e spero non venga travisata.
Forse può essere opportuno
riepilogare nozioni alternative di “pseudo-alettoni anteriori":
·
Slat, nel mio primo intendimento, era un'aletta lungo quasi tutto
il bordo anteriore, incernierata al bordo ed abbassata per aumentare la
portanza (fino ad un certo angolo di abbassamento rispetto all’ala, angolo
oltre il quale la portanza peggiora): concetto come Drooped
= abbassato = drooperons, incernierati al bordo
d’entrata, forse anche con possibilità di alettoni, se ad inclinazioni diverse.
Il termine slat/droperone
in questo senso è troppo generico ed omnicomprensivo di più funzioni = termine
omonimo da scartare.
·
Slat, nell’accezione degli aerei moderni, sono alule che si staccano dal bordo
d’entrata inclinate in basso per soffiare l’aria sopra l’extradosso
alare, cioè alule Dropped = messe a goccia staccata,
in questo senso alule simili alle alule degli uccelli, quando sollevate a
fessura (slotted come nelle estremità digitate), ma
detti Slat omonimamente e
giustamente non chiamati Slot negli aerei grandi. Essi hanno la funzione di
Slot, ma possono essere rientrati nel bordo d’attacco ad alta velocità, come le
alule degli uccelli. Io per distinguerli li chiamerei Sloslat.
Non so vengono realizzati comandi indipendenti destra-sinistra negli aerei
veri, ma credo di no. In tal senso, ed anche da me, però saranno chiamati
sempre Slat, intesi solo per aumentare
simmetricamente la portanza a bassa velocità.
·
Pseudowinglets = slats del mio primo intendimento, cioè incernierate, ma solo alle estremità, forse con possibilità di pseudoalettoni anteriori a comandi indipendenti ds.sin.,
ma solitamente incernierate simmetricamente per ottenere la stabilità
longitudinale dei tuttala a freccia positiva.
·
Slot = aletta fissa in alcuni aerei
moderni, cioè alula permanentemente staccata dal bordo d’entrata alare, certo
non con funzione di alettoni tradizionali, né di “slotted
tips”.
Lo strano è che nessun aereo comune in apparenza possiede le pseudowinglets, mentre secondo me tutti gli uccelli le usano abbondantemente, magari non sempre sotto forma di veri alettoni monopezzo, bensì tenendo talora le pluri remiganti di estremità digitate e tenendole singolarmente inclinate negativamente, come tanti piccoli svergolamenti successivi, in salita verso il bordo d'uscita delle estremità alari, svergolamenti costituenti nell'assieme le 2 pseudowinglets. Non tutti gli aerei sono tuttala e invece gli uccelli lo sono preferibilmente, quando non sbattono le ali in planata diritta, e forse anche nel volo battuto. Sono convinto che le 2 pseudowinglets, comunque ottenute, sia sotto forma di "tips" monopezzo, che di "slotted tips", oltre che migliorare l'efficienza aerodinamica delle estremità, forniscano principalmente la massima stabilità naturale. Natura che noi umani non riusciamo a copiare mai bene.
Il discorso vale soprattutto per i tuttala a freccia positiva, dove di può vedere che le pseudowinglets forniscono quasi un diedro longitudinale, quasi come negli aerei convenzionali, con il vantaggio però di minimizzare la resistenza aerodinamica della coda, e quindi di minimizzare la resistenza complessiva.
Allora perché la freccia alare di quasi tutti i grandi volatori terrestri appare leggermente negativa? e con quale tipo di stabilizzazione?
Tutti gli uccelli mi appaiono stabilizzati in pura planata
diritta, alla massima efficienza per la massima distanza, con la miglior
configurazione tuttala (quasi) Plank, eccettuate le
"tips" alari.
Per gli uccelli marini oceanici appare più pratica per l'eccezionale stabilità di rotta una modesta freccia positiva con "slender tips" (tipo HA, oppure per gli uccelli marini costieri, come il gabbiano, addirittura la configurazione dei miei modelli di cartoncino tipo A, configurazione che offre una maggiore stabilità, quasi da planata in rotaia).
Però qualche trampoliere (cicogne, gru, etc.) ha configurazione
a freccia leggermente negativa (tipo K), o forse solo come negli ambigui miei modelli HK di cartoncino,
probabilmente per poter effettuare rapidi cambi di rotta con stabilità
rilassata, un po' come scendono gli sciatori in slalom.
Resta da verificare se gli uccelli preferiscono effettivamente la stabilizzazione anteriore in "gliding", cioè come i miei modelli tipo A, quando non hanno problemi di predazione o necessità di fare "soaring", usando in tal ultimo caso anche il diedro longitudinale della "tail" (= coda) aperta a ventaglio e aprendo le estremità in "slotted tips" (= punte alari fessurate = estremità digitate = wing slots) a bassa velocità.
Non solo i trampolieri migrano, ma anche un'infinità di "uccellini" ( storni, gruccioni etc.), ma indubbiamente l'attenzione è rivolta più facilmente agli uccelli più grandi, che mi interessano soprattutto per la loro configurazione di volo planato diritto alla massima distanza, dopo salite in termica o soprattutto in pendio, come i veleggiatori in montagna, es. alcune gru. Le cicogne salgono in termica, dove non ci vuole un volo velocissimo, quindi usano le ali digitate. Gli albatros sono alianti in soaring dinamico veloce, quindi preferiscono le estremità alari monopunta.
In termica probabilmente i trampolieri usano anche la coda per
virare alla minima velocità di discesa, ma le virate al momento non mi
attraggono come invece il veleggiamento diritto.
Non si può che rimanere stupefatti dalle
enormi migrazioni degli uccelli trampolieri,
anche se tale falso superordine di Aves debba essere
sostituito dall'insieme di tanti veri ordini tassonomici, tra cui:
Ciconiiformes (es. cicogne, famiglia Ciconiidae), Gruiformes (es. gru, famiglia Gruidae),
Phoenicopteriformes (es. fenicotteri, famiglia Phoenicopteridae), Pelecaniformes
(es. pellicani, Fam. Pelicanidae,
che non sono trampolieri, ma il loro volo, pur col collo arretrato, non ha
nulla da invidiare a quello delle gru e delle cicogne, in generale dei veri
trampolieri) etc. (questa pagina è stata per me soprattutto uno studio di
ornitologia).
Ho citato i Pelecaniformes perchè vi appartiene anche la famiglia degli Ardeidae, con le
varie specie di aironi, in volo simili alle gru e cicogne, ma con il collo
arretrato a S oppure Z (a seconda di come si guarda, per planate
rispettivamente verso destra, o verso sinistra, come nelle seguenti foto di
Giovanni Morina). Alcuni aironi migrano, ma altri restano stanziali.
L'airone cenerino è maggiormente stanziale, ma anche l'airone bianco maggiore
si sta acclimatando nel Nord Italia.
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Sopra: airone cenerino (Ardea cinerea) ripreso in volo battuto, con tempi di esposizione di 1/1600 sec., in 2 posizioni a cavallo di quella intermedia ideale di planata diritta stabile.
Osservare le remiganti primarie indicate dalla freccia nella foto a sinistra: le remiganti primarie digitate sono tutte ad incidenza negativa, decrescente su fessure in salita, a partire dal bordo di entrata: si tratta appunto di svergolamento anteriore negativo, non effettuato su un'estremità di un ala compatta, bensì su un estremità di ala digitata, con le penne svergolate singolarmente ad inclinazioni crescenti.
Credo che sia quasi in posizione di massima portanza, ideale per la planata alla massima distanza, senza bisogno di slat del mio primo intendimento, cioè di "drooperons" simmetrici.
Ritengo che lo svergolamento anteriore negativo delle 2 pseudowinglets (intese come somma delle remiganti primarie anteriori) sia necessario solo per la stabilizzazione longitudinale a coda chiusa.
Anche le 2 alule, sul bordo d'entrata, comandate dagli ossicini dei "pollici" degli aironi a circa metà ala, dove si nota la virgola bianca sul dorso del cenerino, sono svergolate negativamente, ma ciò non si nota bene nella foto a sinistra, mentre si nota benissimo nella foto a destra, ad alule staccate a fessura dal bordo alare, con funzione di slat nell'accezione degli aerei moderni, per aumentare la portanza a centro semiala, a relativamente bassa velocità, in quanto, nella foto a destra l'ala è già all'inizio della posizione di spinta per il volo remato.
Ritengo in questo caso le 2 pseudowinglets con funzione mista di stabilizzazione e di slat.
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A sinistra airone bianco maggiore (Ardea alba), che potrebbe essere in posizione intermedia quasi di remata, con le ali già quasi in spinta e le pseudowinglets negative (come la foto sopra dell'airone cenerino), ma che tuttavia non è in volo battuto, avendomi Morina detto che è in fase di atterraggio, pur col "carrello" ancora alzato. Io credo che si possa considerare ancora in buona posizione di planata, però le semiali, a leggero diedro trasversale negativo, sono anche a leggera freccia inversa; ciò contrasterebbe con la stabilità longitudinale, essendo le 2 pseudowinglets inclinate negativamente (stesso problema della successiva gru coronata). Potrebbe predominare la funzione di slat giù per aumentare la portanza di estremità alla bassa velocità di atterraggio, tuttavia gli slat eccessivamente abbassati potrebbero anche far precipitare in picchiata l'airone, a coda chiusa.
Non dimentichiamo che gli uccelli possono atterrare a punto fisso (cosa che gli aerei non possono fare, tranne i caccia a spinta vettoriale di ultima generazione), dunque, quando l'airone bianco deciderà di posarsi, deciderà pure di andare tranquillamente in stallo centrale, con le ali pressoché aperte a paracadute e leggermente avanzate a freccia negativa, tendenti alla mezzaluna a roncola, come l'Ara chloropterus di fondo pagina, ed il già citato rondone vicino al nido, per ritardare lo stallo delle "tips".
Le posizioni
degli aironi, immaginando il collo allungato tutto avanti, si possono
ricollegare al disegno della Fig. 5 di Lilienthal
(disegno che però è riferito alla cicogna bianca), e ricollegare alla planata
della comune gru cenerina nordeuroasiatica (Grus grus),tranne la postura del collo. |
Infatti le gru, le cicogne, i fenicotteri planano pure
tutti bene, ma invece mantenendo il collo teso tutto avanti, durante
le forti migrazioni.
Ciò potrebbe far pensare ad una migliore efficienza
aerodinamica del collo avanzato, più caratteristico dei trampolieri forti migratori.
Notare però che volano bene col collo tutto avanzato anche
i cigni, le anatre (canard in francese) e le oche (3 gruppi di specie, nomi di
generici rappresentanti della famiglia Anatidae),
etc.,
cioè uccelli che non sono trampolieri, e compiono talora
delle migrazioni. Le oche indiane riescono addirittura a sorvolare l'Himalaya,
ad altitudini max. circa 6500 m.
Sono fenomenali le migrazioni delle comuni piccole gru
damigelle della Numidia (Grus virgo), delle
euroasiatiche gru cenerine (Grus grus)
e delle rare gru fatate della Manciuria (Grus japonensis). Le gru sono una quindicina di specie e la gru
giapponese contende il titolo di gru più pesante/grande/grossa alla meno rara
gru antigone (Grus antigone), che però è stanziale in diverse parti dell'Asia,
con relative sottospecie. Le gru, i cigni ed altri Anatidae
hanno generalmente la coda corta, il che li rende principalmente dei canard
ibridi tuttala naturali, senza però trascurare il
modestissimo diedro longitudinale fornibile dalla coda corta quasi chiusa in
volo diritto, cioè addirittura si potrebbe accennare ad un triplano in tandem
3LS (quasi come il Piaggio P180 Avanti), ma non esageriamo.
In realtà la posizione del collo in volo credo influisca
poco sull'efficienza, ma può influire sul tipo di stabilizzazione.
La stabilizzazione longitudinale infatti potrebbe essere
imputata anche al peso del collo molto proteso avanti, es. i pesanti cigni in
volo librato, con il corpo grosso e la coda corta, al punto che in atterraggio
usano anche le zampe palmate a ventaglio, sia come pattini, ma penso anche
forse come equilibratore.
Nei casi dei trampolieri il peso del collo avanzato
controbilancia anche il peso delle zampe arretrate.
Per gli uccelli che si librano col collo in avanti, può
trattarsi in parte di una configurazione quasi canard, ma sostanzialmente sono
essi pure quasi tuttala in volo
alla massima distanza.
Le ali sono estese al massimo allungamento, con le
estremità variamente conformate (digitate nei trampolieri, ma compatte ed
appuntite nella maggioranza dei volatili marini), sia per diminuire la
resistenza indotta, che per mantenere la stabilità.
Apro una parentesi sulla mia eterna diatriba (*) sulla
necessità o meno del diedro lungitudinale o altro
sostitutivo marchingegno aerodinamico, per mantenere la stabilità, oltre alla
indispensabile, ma forse non sufficiente, giusta posizione del
baricentro davanti al punto neutro o fuoco
aerodinamico del volatile, fuoco che, quando il volatile è tuttala, corrisponde
al punto neutro dell'ala.
Infatti, oltre alla posizione determinante del CG per la
stabilità, gli uccelli in volo come tengono le estremità alari, quando le ali
non sono a freccia marcata, cioè sono simil Plank, a freccia debole?
Nei rondoni e in altri casi (sterne migratrici) di tuttala
a freccia non Plank la presenza della freccia
positiva può essere forse da sola determinante per la stabilità longitudinale a
coda chiusa (notare però che fanno manovre con curve impressionanti a coda
biforcuta aperta), forse senza avere le estremità alari svergolate per la
stabilità (ma svergolate solo per diminuire la resistenza indotta o talora per
manovrare).
Invece gli uccelli citati in precedenza (tranne i rapaci) hanno in maggioranza tutti le ali in modalità quasi tuttala Plank, e potrebbe ancora sembrare ai dubbiosi che abbiano le estremità non svergolate, inoltre non disponendo di profili alari autostabili o reflex (tranne da verificare i profili delle aquile...). Dunque dovremmo arguire che i trampolieri e/o altri uccelli con ala simil Plank potrebbero volare diritto e stabili soltanto per la giusta posizione del CG, in volo a coda chiusa, cioè come a coda inesistente?
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Prima della risposta (che
sarà negativa), voglio verificare anche altri uccelli in volo diritto in
modalità tuttala ( a coda chiusa) simil Plank (ad ala quasi rettangolare), perchè
gli uccelli, a differenza degli aerei, possono modificare le conformazioni
secondo i tipi di volo, e voglio essere certo che tutti i grandi veleggiatori
si comportino nello stesso modo dei trampolieri ed anatidi. |
Il caso delle estremità
digitate con svergolamento anteriore ad inclinazione negativa, come nei
tuttala con ala simil Plank
a debole freccia, per la precisione ricordando i miei modelli di cartoncino
tipi HA (=HK), o addirittura nel caso specifico della gru coronata e delle
cicogne ricordando il
tipo K2, può essere visto appunto ancora nel
trampoliere sudafricano gru coronata (Balearica regulorum),
a collo lungo disteso tutto avanti, gru che mi appare planante diritto a coda
chiusa, nella foto a destra (ma in realtà è a volo remato). |
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Verosimilmente potrebbe essere che, ai fini del volo battuto, potrebbe essere meglio una stabilità statica indifferente, cioè avere punto neutro aerodinamico e baricentro coincidenti.
In effetti la pur modesta coda della gru, corta e poco estesa, unitamente alla disposizione delle zampe, potrebbe essere necessaria per la stabilità a bassa velocità : in tal caso avremmo un tuttala ibrido con configurazione anche convenzionale, se non addirittura un tuttala + convenzionale + canard in tandem. Ciò mi ricorda anche il mio modello N3 , quando avevo chiamato slat di estremità quelle poi definite pseudowinglet anteriori, ed ora chiamo coda alcune parti posteriori del volatile, assimilabili nell'insieme a piccoli 2 elevons centrali della gru coronata, considerata tuttala.
Dunque lo svergolamento anteriore delle ali (oltre che talora l'impiego della coda come stabilizzatore) è essenziale qualitativamente, anche se dalle foto non si può concludere in modo esatto come e quanto, soprattutto nei casi delle gru, cicogne ed aironi, ad estremità alari digitate, con svergolamenti spezzettati sulle singole remiganti anteriori di entrata dell'ala. Il loro volo è comunque maestoso, talora in vitale competizione con alcuni rapaci diurni.
Per non trascurare i colli più corti, ho studiato anche un po' di uccelli marini veleggiatori tuttala, che direi che quasi tutti non hanno collo, ed invece solitamente hanno le ali ad estremità ad unica punta.
Uccelli marini oceanici e costieri, ali appuntite con medio-alti allungamenti, a volo altrettanto maestoso.
Sono arrivato alla conclusione che gli albatros, le
procellarie ed i gabbiani (forse tutti gli uccelli marini) in volo veleggiato,
principalmente ad ali non remiganti, ma anche in volo battuto diritto, si
avvicinano essi pure ai tuttala puri, cioè senza coda, tenendo la coda chiusa,
con configurazione delle ali praticamente sempre tipo simil
Plank, talora con modesta freccia
positiva complessiva, migliore per la stabilità longitudinale.
Anche per gli uccelli marini è difficile valutare ad
occhio come abbiano esattamente conformate le estremità alari in planata
diritta, mentre foto a tempi ultrarapidi possono permettere la valutazione.
In passato già avevo supposto che, con la coda chiusa a
fuso, la stabilizzazione longitudinale in planata alla massima distanza per
tutti gli uccelli, a parte quelli anche con il contemporaneo effetto canard e/o
con configurazione moderatamente come quella degli aerei convenzionali,
avvenisse principalmente e soprattutto tramite la semplice svergolatura
alare anteriore, quella dei miei tuttala tipo A a
freccia, ed è giunto il momento della soluzione dei dubbi.
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La mia supposizione è una realtà fotografata. Non ho mai
visto una foto più eloquente di questo gabbiano, foto a lato di Giovanni Morina. Forse il gabbiano è anche all'inizio di una cabrata, comunque
considerare l'evidente svergolatura negativa
dell'estremità alare in vista, rapportata all'incidenza del resto dell'ala,
ala a presumibile leggera incidenza positiva rispetto alla direzione di volo
librato diritto in planata quasi orizzontale alla massima distanza, con
massima efficienza aerodinamica (o comunque foto in posizione alare
intermedia tra l'alzata e l'abbassata dell'ala, se fosse stato fotografato in
volo battuto, proprio nell'ultima fase della battuta discendente, poco prima
di arrivare alla posizione intermedia ottimale per la planata diritta
librata, volo battuto che invece Giovanni Morina nega decisamente, avendomi
comunicato che la foto è scattata in volo librato).
L'inclinazione negativa dell'estremità alare in vista laterale è fortissima, direi circa - 30°. Potrebbe anche essere che il gabbiano sia quasi in virata, ma certo detta inclinazione non giustifica che esso ricerchi una diminuzione della sola resistenza indotta, essendo in volo quasi orizzontale. A mio avviso una parte notevole di tale inclinazione è sicuramente da attribuire all'ottenimento della stabilità di volo, in modalità tuttala tipo A (a svergolamento anteriore). Un'altra parte dell'elevata inclinazione comporterebbe o un incipiente rollio e imbardata della semiala, o un'eventuale ipotetica cabrata, o entrambi gli assetti di rollio e cabrata, riservando sempre una terza parte infinitesima alla facoltà di diminuire la resistenza indotta. |
Altro gabbiano a
destra, foto dalla rivista Caccia Passione, articolo ANUU Migratoristi
- Associazione dei Migratoristi Italiani per la conservazione dell'ambiente
naturale. |
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I gabbiani in atterraggio o ammaraggio mutano ovviamente configurazioni di volo (morphing), che nessuna aerodina umana potrà mai imitare.
Ciò non ostante, ho fantasticato su quel che si potrebbe fare meglio nelle planate "normali", che fanno i "normali" alianti (tra virgolette perché non esistono alianti "normali"), che inoltre non planano solo diritto.
Per uno studio innovativo, forse un po' matto, sulle virate in planata di aeromodelli bio ispirati vedere Configurazione tuttala, parte settima (futuribili modelli MIX-RC ed A-RC). |
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I pappagalli del genere Ara in planata o remata diritta tengono la lunga coda chiusa, che
aprono solo in manovra o in atterraggio, come nell'ara rosso verde (Ara
chloropterus) della
foto superiore a destra (dal sito Thought Co). |
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Foto a destra. Mi resta
difficile pensare che lo stesso Caprimulgus
longipennis in volo
battuto (foto Minden Pictures
modificata) riesca a volare senza problemi. Quest'uccello occupa in volo uno
spazio cubico di circa 50 cm di lato, entro il quale i movimenti delle
appendici alari credo che siano indescrivibili. Forse ci sono vantaggi
di stabilità direzionale, molto misteriosi. |
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A
sinistra Gufo
comune (Asio otus, foto di Luca Menozzi
Photo). Barbagianni (Tyto alba, foto sotto di Legnano News).
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A parità di abitudini di
predazione crepuscolari e notturne dei Caprimulgidi,
cito le planate ultra silenziose dei rapaci Strigiformi (gufi, barbagianni,
etc.), rapaci caratterizzati da corte ali per manovre agili, come la
maggioranza dei volatili a configurazione convenzionale. L'uso della coda nel caso degli Strigiformi credo che sia
importante come lo svergolamento alare per la stabilità in manovra, però con
efficienza ridotta rispetto alle ali ad elevato allungamento. Notare che i
rapaci notturni hanno riflessi lenti nelle manovre, usano la vista
principalmente per evitare ostacoli, ma raramente mancano un bersaglio acquisito
tramite onde sonore, un po' come i pipistrelli. Gli Strigiformi volano fino a
circa 80 Km/ora, non in picchiata. |
Per finire le disquisizioni sul volo notturno, a destra riporto la foto ancora di un "nightjar" non comune (Eleothreptus anomalus, ex Hydropsalis anomalus) dell'Argentina, che mi ha sorpreso riguardo alla sua strana conformazione della pianta alare di estremità, ripresa dall'articolo "Weird Wings": the enigmatic Eleothreptus nightjars of Paraguay, autore Paul Smith, foto Phil Palmer / www. birdholidays.co.uk. La lunghezza del corpo essendo circa 20 cm, mi fa pensare ad un'apertura alare di circa 60 cm, le cui strane estremità potrebbero servire sia per la silenziosità che per la direzionalità del volo, sono quasi 2 derive posteriori all'ala e rivolte in basso, comunque abbastanza discutibili. Probabilmente al "nightjar" serve un'alta velocità di scatto in orizzontale, per catturare insetti. L’Hydropsalis anomalus è detto anche succiacapre alifalcate, atajacaminos de pantano, atajacaminos ala negra, curiango-do-banhado. |
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(*) Per la nozione di margine
statico, come distanza positiva tra il baricentro
dell’aerodina posizionato avanti ed il punto neutro, che deve essere posteriore
al baricentro, per ottenere la stabilità longitudinale corretta, rimando agli
articoli sulla configurazione canard e tuttala, inoltre anche alla pagina FUOCHI = CENTRO AERODINAMICO E
PUNTO NEUTRO in relazione ai centri di pressione ed al baricentro.
In particolare rimando ai testi scritti in azzurro a
partire da Configurazione tuttala,
parte sesta, Appunti di aerodinamica teorica del volo dei tuttala tipo MAX.
Riguardo alle differenze tra una configurazione alare a
sciabola ed una a roncola ed altre quisquiglie, mi permetto ancora di suggerire
di NON credere ciecamente a tutto
quanto coscienziosamente scritto.
Rammento che non sono un ingegnere aeronautico (ma meccanico) e le mie teorie aerodinamiche potrebbero essere discutibili.
Tuttavia navigate pure ed eventualmente scrivetemi.
Ringrazio Giovanni Morina (www.giovannimorina.com) per avermi concesso il suo pregevole supporto fotografico e ringrazio tutti quelli nominati accanto alle immagini.
Flavio Mattavelli
Release 2 dicembre 2017
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