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Emmeciquadro n° 65

SCIENZA&STORIA/ La duplice natura dei «droni». L'avvento dei multicotteri. (2)

Nella seconda parte della storia dei droni l’attenzione si concentra sulla diffusione dei multicotteri, sempre più utilizzati per attività di monitoraggio e per una varietà di servizi.

Prototipo del Vahana, multicottero per uso individuale preannunciato da Airbus Group per fine 2017Prototipo del Vahana, multicottero per uso individuale preannunciato da Airbus Group per fine 2017

L’attuale diffusione dei droni è contrassegnata dallo sviluppo dei multicotteri.
Alcuni pensati per applicazioni in campo ricreativo o sportivo; altri, più potenti, già utilizzati per monitoraggio di grandi impianti e infrastrutture, per la sorveglianza di aree inaccessibili e di calamità naturali, e per l’agricoltura di precisione.
Resta aperta, con qualche perplessità, la prospettiva del loro impiego come velivoli per la mobilità personale.

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I droni militari di cui abbiamo parlato nella prima parte di questo articolo sono macchine che fanno notizia e che sicuramente ogni lettore avrà qualche volta visto sui giornali o alla televisione, ma con le quali non è facile che una persona comune possa aver un contatto diretto.
I droni multicotteri sono invece dispositivi che probabilmente chiunque ha visto da vicino almeno una volta, per lo meno nelle versioni consumer (le più economiche sono poco più che aeromodelli-giocattolo), ormai ampiamente disponibili sul mercato (hanno avuto un boom di vendite a partire dal 2013). Si tratta per giunta di oggetti «di moda», dei quali anche il mondo della pubblicità ha fatto spesso uso1.
I più comuni, fra questi droni, sono i quadricotteri, velivoli in grado di decollare verticalmente come gli elicotteri, ma, a differenza di quest'ultimi, dotati per la loro propulsione, non di uno solo ma di quattro rotori, o eliche (se il numero dei rotori è superiore si parla appunto, più in generale, di multicotteri).
Benché i primi modelli di quadricotteri veramente funzionanti siano divenuti disponibili solamente in tempi recenti, all'incirca a partire dagli ultimi anni del XX secolo, non si può fare a meno di ricordare che nella storia dell'aviazione, i tentativi di decollo verticale furono realizzati prima con dei quadricotteri che con degli elicotteri.
Si ricordano per esempio il Gyroplane, realizzato in Francia dai fratelli Louis Charles e Jacques Breguet e dal professor Charles Richet, già nel 1907; i quadricotteri costruiti fra il 1920 e il 1924 dall'ingegnere francese Etienne Oehmichen e quello costruito più o meno nello stesso periodo dall'americano George de Bothezat.

Quadricottero di Etienne Oehmichen (Francia, 1924)

Queste macchine riuscirono a compiere modesti decolli e brevi voli, ma i progetti furono tutti abbandonati a causa dell'eccessiva complessità meccanica e della intrinseca instabilità. Eppure, l'idea di base che un velivolo a decollo verticale con quattro rotori potesse essere più razionale ed efficiente di uno con un solo rotore, non era peregrina. In effetti con quattro eliche la loro «coppia di reazione» può essere automaticamente compensata, rendendole a due a due controrotanti, senza bisogno di adottare, come negli elicotteri, un rotore di coda (che assorbe il 10-15% della potenza disponibile); inoltre realizzare un singolo rotore implica inevitabilmente delle pale più lunghe, e più difficili da costruire, di quelle necessarie usando quattro eliche.
Purtroppo, però, ai tempi dei primi quadricotteri il rovescio della medaglia era che il collegamento delle eliche a un motore centrale, non poteva essere fatto che in maniera meccanica, con lunghe cinghie o alberi di trasmissione (in genere pesanti e poco affidabili); era inoltre difficile mantenere la stabilità del sistema avendo quattro eliche che giravano alla stessa velocità e si aggiungeva l'ulteriore complicazione di dover continuamente manovrare una serie di «elichette» per cambiare direzione: ciò rendeva il controllo, da parte di un pilota umano, talmente difficile da renderne quasi impossibile l'utilizzo2.
Gli elicotteri, benché siano anch'essi tutt'altro che semplici da costruire e pilotare, finirono quindi per affermarsi come l'unica soluzione tecnologicamente valida (ricordiamo, comunque, che i primi elicotteri di pratico utilizzo comparvero, in Germania e negli USA, solamente verso la fine della Seconda Guerra Mondiale).