lunedì 13 aprile 2020

L'antenato dei nostri elicotteri: la vite aerea, un progetto ideato da Leonardo da Vinci


La vite aerea è un progetto ideato da Leonardo da Vinci e descritto nel foglio 83v del Manoscritto B, redatto durante il suo primo soggiorno milanese.
In questo studio di vite aerea, Leonardo arriva a ipotizzare e formulare in anticipo di secoli l'efficacia trattiva dell'elica, concependo una struttura molto simile, ispirandosi alle forme della natura e dando corpo alle sue osservazioni sulle caratteristiche dell'aria. Nelle intenzioni dell'inventore, avrebbe dovuto "avvitarsi" nell'aria sfruttandone la densità similmente a quanto fa una vite che penetra nel legno.


Non vi è prova che Leonardo abbia effettivamente costruito la macchina da lui immaginata che rimarrebbe, quindi, una delle tante intuizioni teoriche della multiforme attività del celebre inventore. Per molti anni è stata erroneamente presentata al pubblico come un "elicottero", sostenendo che il motore per farla girare fossero degli uomini e che fosse destinata a sollevarsi nell'aria come un velivolo per il trasporto umano. Nel 2013, invece, la mostra permanente Il mondo di Leonardo in Piazza della Scala a Milano ha svelato il vero progetto di Leonardo. Alla base della struttura è infatti disegnata anche una molla, il vero motore della macchina, che peraltro è anche citata nella descrizione autografa dello stesso Leonardo sotto al disegno. Gli uomini, pertanto, facendo ruotare l'elica in un verso caricavano la molla fino a un punto di blocco. Dopodiché liberavano il blocco e la sola parte superiore della macchina, l'elica, si avvitava nell'aria, ruotando nella direzione opposta a quella di carica. 



Nel 1881 lo schizzo della vite aerea di Leonardo venne posto all'attenzione dell'Accademia delle Scienze di Parigi da Gilberto Govi.
La macchina era costituita da una base circolare fissa inscritta in una corona mobile, a sua volta collegata a un albero di trasmissione verticale. Sull'albero è montata una struttura elicoidale rastremata verso l'alto, collegata tramite tiranti alla corona rotante della base.
La macchina era immaginata come una vite senza fine; nelle note che accompagnano il disegno specifica le misure della base (8 braccia fiorentine, circa cinque metri) e i materiali: legno, corda e tela di lino inamidata. Doveva essere azionata dalla forza muscolare di quattro uomini che, per far ruotare l'albero, poggiavano i piedi sulla piattaforma centrale e, con le mani, facevano forza sulle rispettive barre.
Di esso, Leonardo scrisse: “”” Trovo, se questo strumento a vite sarà ben fatto, cioè fatto di tela lina, stopata i suoi pori con amido, e svoltata con prestezza, che detta vite si fa la femmina nell'aria e monterà in alto””.



È probabilmente la sua invenzione più famosa e sorprendente -poco importa che non possa funzionare. Leonardo da Vinci ha concepito numerosissime macchine volanti, ma la vite aerea di Leonardo del 1489 (Manoscritto B, f. 83v), sembra allo stesso tempo ovvia e onirica. Lo scopo di Leonardo era di dimostrare che l’aria era un fluido: se così fosse, allora avrebbe potuto letteralmente avvitarsi nell’aria, sollevandosi. Questo non è altro che il concetto della moderna elica. La macchina sarebbe stata azionata a mano da quattro uomini: purtroppo in realtà è troppo pesante per potersi sollevare in questo modo. Solo nel 2013 un elicottero a propulsione umana è riuscito a volare.



L'elicottero (dal greco: ἕλιξ [helix], spira, spirale, e πτερόν [pterón], ala) è un tipo di aeromobile adibito al trasporto di persone e cose per scopi civili e/o militari. 

È generalmente dotato di uno o più motori a pistoni o a turbina che azionano un complesso di pale che gli permettono di sollevarsi e abbassarsi verticalmente, restare fermo in volo, spostarsi lateralmente, all'indietro o in avanti e compiere voli similmente a quanto fa un aeroplano, ma con maggiore flessibilità e manovrabilità.
Più tecnicamente l'elicottero è caratterizzato da un'ala rotante, denominata rotore, che consente il decollo e l'atterraggio verticali senza necessità di pista e il volo a punto fisso, ovvero un volo sostentato a velocità nulla e quota costante, che ne rappresentano dunque i vantaggi principali rispetto all'aeroplano in molte situazioni di pattugliamento e di emergenza. Rispetto all'aeroplano raggiunge in media velocità e quote più basse (fino a 300 km/h e non più di 6 000 m di quota) ed ha un'autonomia minore consentendo quindi percorsi più brevi. Rappresenta oggi la categoria di aeromobili più diffusa dopo l'aeroplano, adibito a molti usi civili e militari.
Gli elicotteri non sono a rigore dei velivoli, sebbene vengano talvolta erroneamente indicati in tal modo; essi appartengono infatti ad un'altra categoria di aerodine: gli aerogiri.

Storia

Età antica e moderna

La prima testimonianza storica di un oggetto in grado di sollevarsi verticalmente nell'aria grazie alla rotazione di un'elica risale alla Cina del V secolo a.C.: un giocattolo costruito in leggerissimo legno di bambù e costituito da un'elica a due pale collegata a un bastoncino che, fatto ruotare velocemente fra i palmi delle mani o mediante la trazione di una cordicella, lo faceva levare in volo. Questi piccoli giocattoli, tuttora utilizzati anche in Giappone dove prendono il nome di taketombo, arrivarono in Europa presumibilmente nel XV secolo, dal momento che appaiono in alcuni dipinti a partire dal 1463.
Circa vent'anni dopo Leonardo da Vinci, in un disegno del 1480 circa riportato nel Codice Atlantico, abbozza il progetto di una "vite aerea" che, nelle sue intenzioni, avrebbe dovuto "avvitarsi" nell'aria sfruttandone la densità similmente a quanto fa una vite che penetra nel legno. La macchina era immaginata come una vite senza fine con una base del diametro di circa 5 metri, mossa dalla forza muscolare di quattro uomini e costituita da una struttura di legno rivestita di una tela di lino inamidato. Non vi è tuttavia prova che Leonardo abbia effettivamente costruito la macchina da lui immaginata che rimarrebbe, quindi, una delle tante intuizioni teoriche della multiforme attività del celebre inventore o, piuttosto, l'anticipazione ante-litteram di un'elica aeronautica.

ENGLISH

The aerial screw is a project conceived by Leonardo da Vinci and described in sheet 83v of Manuscript B, written during his first stay in Milan.

In this study of the aerial screw, Leonardo came to hypothesize and formulate in advance of centuries the effectiveness of the propeller, conceiving a very similar structure, drawing inspiration from the forms of nature and giving substance to his observations on the characteristics of the air. In the inventor's intentions, he should have "screwed" himself into the air by exploiting its density in the same way as a screw that penetrates wood.
There is no evidence that Leonardo actually built the machine he imagined that would remain, therefore, one of the many theoretical insights into the multiform activity of the famous inventor. For many years it was mistakenly presented to the public as a "helicopter", claiming that the engine to turn it was a human engine and that it was destined to lift itself into the air like a human transport aircraft. In 2013, however, the permanent exhibition Il mondo di Leonardo in Piazza della Scala in Milan unveiled Leonardo's true project. At the base of the structure is in fact designed a spring, the real engine of the machine, which is also mentioned in Leonardo's handwritten description below the drawing. The men, therefore, turning the propeller in one direction loaded the spring to a blocking point. Then they released the block and the only upper part of the machine, the propeller, was screwed into the air, rotating in the opposite direction to the winding direction. 
In 1881 the sketch of Leonardo's air screw was brought to the attention of the Paris Academy of Sciences by Gilberto Govi.
The machine consisted of a fixed circular base inscribed in a mobile crown, in turn connected to a vertical transmission shaft. On the shaft is mounted a helical structure tapered upwards, connected by tie-rods to the rotating crown of the base.
The machine was imagined as a worm screw; the notes accompanying the drawing specify the measurements of the base (8 Florentine arms, about five metres) and the materials: wood, rope and starched linen cloth. It had to be operated by the muscular strength of four men who, in order to make the tree rotate, put their feet on the central platform and, with their hands, made force on the respective bars.
Of it, Leonardo wrote: "" I find, if this screw instrument will be well made, that is made of linen cloth, stopped its pores with starch, and turned with prestezza, that said screw will make the female in the air and will mount high"".
This is probably his most famous and surprising invention - it hardly matters that it can't work. Leonardo da Vinci conceived many flying machines, but Leonardo's aerial screw of 1489 (Manuscript B, f. 83v), seems both obvious and dreamlike. Leonardo's aim was to prove that air was a fluid: if so, then it could literally screw itself into the air, lifting itself up. This is nothing more than the concept of the modern propeller. The machine would have been operated by hand by four men: unfortunately it is actually too heavy to lift itself in this way. Only in 2013 was a human-powered helicopter able to fly.

(Web, Google, Wired, Wikipedia, You Tube)






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