Prefazione Contessa Caproni Presentazione marco Majrani

Give the ones you love wings to fly, roots to come back, and reasons to stay. Dona a chi ami ali per volare, radici per tornare e motivi per rimanere.
(Dalai Lama)

Once you have tasted flight, you will forever walk the earth with your eyes turned skyward, for there you have been, and there you will always long to return.

Una volta che avrete imparato a volare, camminerete sulla terra guardando il cielo perché è là che siete stati ed è là che vorrete tornare.

(Leonardo da Vinci)

Volare è da sempre uno dei più grandi desideri dell’uomo. Fin da bambino esso guarda il cielo e sogna di avere ali per potersi staccare da terra e volteggiare liberamente. La mongolfiera come oggetto magico e antico è soprattutto metafora di libertà dell’anima. Per poter volare ha bisogno di lasciare a terra i pesi e le zavorre che la tengono ferma, ancorata al suolo terrestre, di un po’ di calore e di un buon vento amico che la direzioni.

La mongolfiera è un veicolo aereo appartenente alla categoria degli aerostati che usa aria calda per ottenere una spinta verso l’alto necessaria per alzarsi da terra secondo il principio di Archimede.
I primi palloni ad aria calda risalgono al 220 d.c. in Cina dove venivano utilizzati per segnalazioni militari ma erano di piccole dimensioni e non trasportavano passeggeri.

1500 anni dopo avviene il primo volo documentato di un pallone ad aria calda ad opera del portoghese Bartolomeu de Guismao che nel 1709 riuscì a far decollare per pochi metri un pallone di carta piena d’aria calda sorprendendo la corte di Re Joao V.
Dobbiamo attendere ancora qualche decennio , il 19 ottobre 1783, quando i fratelli Montgolfier furono ispirati dai residui volatili di carta bruciati nel camino che contravvenivano alle leggi gravitazionali . Crearono così un pallone che utilizzava aria calda per galleggiare nell’aria. Figli di un ricco commerciante di carta ebbero gli strumenti per perseguire il sogno del volo ma pochi sanno che i due fratelli fecero un patto con il padre che impediva loro di salire a bordo, pena la sospensione dei lauti finanziamenti.

Fu solo il 5 giugno 1783 ad Annonay che si tenne il primo vero volo in mongolfiera della storia. A bordo un’oca, un gallo e una pecora.
Il 19 settembre 1783 Jaques-Etienne Montgolfier decise di dare dimostrazione della sua invenzione a Parigi presso la corte di Luigi XVI e Marie Antoinette alla quale fu dedicato l’evento. Tra il pubblico attonito erano presenti lo scienziato Pilatre de Rozier e il marchese D’Arlandes che decisero di sfidare la sorte in nome della scienza e circa due mesi più tardi furono i primi a salire sul pallone volante.

La risonanza dell’impresa dei fratelli Montgolfier fu grande e diede seguito ad altri tentativi in giro per il mondo. Il 13 Marzo 1784 Paolo Andreani effettuò il suo volo italianissimo con a bordo due contadini entrati nella storia: Giuseppe Rossi e Gaetano Barzago, opportunamente resi audaci dal vino loro offerto prima dell’avventura.

Sempre italiana la nuova sfida del toscano Andrea Lunardi che costruì il primo pallone a gas. Questa mongolfiera, che aveva maggiore stabilità ed autonomia, fu proposta alla corte di Londra il 15 Settembre 1784. Il volo durò’ la bellezza di 2 ore e15 minuti. Le mongolfiere moderne con la sorgente di aria calda a bordo vennero create da Ed Yost negli anni cinquanta del secolo scorso. Il suo primo volo fu documentato il 22 Ottobre 1960.

La passione per il volo continua senza mai esaurirsi e le mongolfiere continuano a far sognare e richiamano lo sguardo di chiunque le veda passare.

LA MONGOLFIERA - TECNICA E AEROSTATICA:

Il principio di funzionamento di una moderna mongolfiera è assolutamente identico a quello del pallone dei fratelli Montgolfier della fine del XVIII secolo, già intuito dal gesuita italiano Francesco Lana nel 1670: lo stesso principio che consente alle navi di galleggiare. Le differenze stanno solo nei materiali impiegati per la costruzione e nel sistema adottato per riscaldare l'aria: oggi al posto di un braciere in cui ardono paglia e lana si usano sofisticati bruciatori a propano frutto di attente ricerche tecnologiche.

Oggi come allora, dunque, una mongolfiera vola portata dal vento e il pilota non è in grado di stabilire esattamente dove andrà ad atterrare. Il pilota può però controllare con grande precisione la quota di volo: seguendo le correnti alle varie quote può quindi, entro certi limiti e con molta approssimazione, prevedere la rotta ma nulla è mai stabilito con precisione, le condizioni possono cambiare rapidamente tanto che due palloni che volano vicini possono prendere direzioni differenti pur essendo alla stessa quota e sulla stessa rotta.

Una mongolfiera è costituita essenzialmente da tre parti: involucro, bruciatore e navicella.

L'involucro deve contenere l'aria riscaldata dal bruciatore. La struttura è formata da pannelli di nylon cuciti su nastri verticali e orizzontali. Alla sommità del pallone i nastri verticali sono riuniti in un "anello di coronamento" mentre alla base vengono prolungati da cavi d'acciaio che a loro volta sono poi fissati al "quadro di carico" su cui è montato il bruciatore. La sommità dell'involucro è aperta e viene chiusa dall'interno per mezzo di un pannello circolare di diametro maggiore di quello dell'apertura. Per mezzo della pressione esercitata dall'aria calda il pannello viene tenuto in posizione impedendo così la fuoriuscita dell'aria calda medesima (appositi nastri di "velcro" facilitano la tenuta ed impediscono aperture accidentali o indesiderate). Per mezzo di un sistema di tiranti è possibile aprire il pannello per accelerare la discesa in volo o per facilitare lo sgonfiaggio del pallone dopo l'atterraggio. Data la sua forma viene definito "valvola a paracadute" o anche solo "paracadute" anche se evidentemente non è questa la sua funzione.

Lo scopo del bruciatore, come abbiamo visto, è quello di riscaldare l'aria all'interno dell'involucro. Il bruciatore, generalmente doppio o quadruplo nei palloni più grandi, è fissato al "quadro di carico" tramite un giunto cardanico che consente di dirigere la fiamma con precisione all'interno dell'involucro. Il bruciatore è alimentato da gas propano liquido contenuto in appositi serbatoi di acciaio o alluminio alloggiate all'interno della cesta. Aprendo i rubinetti il propano, tramite tubi flessibili, raggiunge una serpentina dove sotto l'effetto del calore il liquido torna allo stato gassoso, si mescola all'aria e viene incendiato di volta in volta da una fiamma pilota alimentata dalle stesse bombole. L'erogazione del gas al bruciatore e quindi le fiammate vengono regolate dal pilota mediante apposite valvole a manetta.

GENERALITA’

IL VOLO AEROSTATICO: PRINCIPI

Il volo aerostatico si basa su principio di Archimede secondo cui “Un corpo immerso in un fluido riceve una spinta dal basso verso l’alto pari al peso del fluido spostato”. Un aerostato riempito di aria più calda di quella esterna riceve quindi una spinta verso l’alto pari al peso di una quantità di aria atmosferica pari al suo volume. Se questa spinta è maggiore del peso dell’aerostato questo si stacca dal suolo e vola. Esso continuerà la sua ascensione fino al raggiungimento di un equilibrio tra spinta aerostatica e densità dell’ atmosfera circostante. Per riprendere il movimento verticale di ascensione sarà quindi necessario immettere nuova aria calda e rompere l’equilibrio. Per invertire la spinta e diminuire la quota sarà quindi necessaria una diminuzione di temperatura dell’aria contenuta nel pallone. La differenza fondamentale tra pallone ad aria calda (mongolfiera) e pallone a gas è data dal sistema utilizzato per variare la quota. Mentre nella mongolfiera la variazione si ottiene riscaldando a lasciando raffreddare l’aria all’interno dell’involucro, il pallone a gas sale liberandosi della sabbia contenuta in appositi sacchi che fanno da zavorra e scende disperdendo gas per mezzo di una valvola.

LA MONGOLFIERA

Il principio che permette il volo delle moderne mongolfiere non è cambiato rispetto a quello ideato dai fratelli Mongolfieres nel XVIII secolo. Le differenze sono date dai materiali più sicuri e performanti e dal sistema adottato per scaldare l’aria. I bruciatori a gas hanno sostituito i bracieri con paglia e lana. Tutt’oggi la mongolfiera vola trasportata dal vento e il pilota ascolta attento ogni variazione climatica e di correnti senza poter controllare del tutto il suo andamento e il suo atterraggio ma ne può controllare la quota con discreta precisione. La mongolfiera è costituita da tre parti principali: l’involucro (pallone), la navicella (cesta) e bruciatore. L’involucro contiene l’aria calda prodotta dai bruciatori ed è formata da pannelli di nylon cuciti su fettucce verticali e orizzontali riuniti in un anello di coronamento alla sommità. Alla base vengono poi inseriti in cavi d’acciaio fissati al quadro di carico su cui è montato il bruciatore. Mediante un sistema di tiranti è possibile aprire un pannello, detto paracadute, per accelerare la discesa o per facilitare lo sgonfiaggio del pallone una volta atterrato.

Il bruciatore può essere doppio o quadruplo in base alla dimensione della mongolfiera e del volume di aria calda che dovrà produrre per consentirne il corretto equilibrio aerostatico. E’ fissato al quadro di carico tramite un giunto che consente di dirigere la fiamma all’interno dell’involucro con precisione, evitando danni e bruciature. E’ alimentato a gas propano liquido contenuto in apposite bombole di acciaio ancorate all’interno della cesta da cui partono tubi flessibili che approvvigionano i bruciatori e permettono al pilota di controllarne il flusso per mezzo di valvole a manetta. La navicella, di dimensioni variabili, è realizzata in vimini intrecciato che offre ancora estrema robustezza, leggerezza ed elasticità oltre al fascino di una struttura antica. Ha una struttura portante di tubi metallici ricoperti da materiale morbido che la rendono confortevole e sicura. Agli angoli della cesta sono alloggiate le bombole e trovano posto anche gli strumenti di bordo. Il volume di una mongolfiera di medie dimensioni, capace di portare tre o quattro persone, varia tra i 2000 e i 3000 metri cubi di capienza. L’inerzia considerevole di un pallone di dimensioni medie rende fondamentale l’abilità e la preparazione del pilota che ne governa la massa anticipandone le reazioni ascensionali e discendenti. L’autonomia di volo dipende dal propano a disposizione dei bruciatori, dal peso trasportato e ovviamente dalle condizioni atmosferiche.

Nelle fasi di preparazione al volo il pallone viene rimosso dal suo involucro contenitivo, “srotolato” e ben disteso lungo il terreno scelto per il decollo e ancorato alla cesta. A questo punto il pilota introduce aria fredda per il primo gonfiaggio a mezzo di un ventilatore dimensionato mentre l’equipaggio di supporto agevola il pallone nel suo riempimento. Una volta che il pallone sarà sufficientemente gonfio, verranno azionati i bruciatori che, immettendo aria calda, ne consentiranno il sollevamento dal suolo. La mongolfiera resta ancorata a terra fino al momento di massima portanza quando i passeggeri saranno invitati a salire nella navicella. La mongolfiera è pronta al decollo!

La strumentazione di bordo indispensabile al volo è l’altimetro che misura e indica la quota di volo del pallone, rilevando la variazione della pressione atmosferica rispetto all’altezza sul livello del mare. Dato che la pressione atmosferica è influenzata dalle condizioni meteorologiche è necessario tarare l’altimetro con una certa frequenza. Il pilota inserisce la quota del punto di decollo e verifica le norme che regolano lo spazio aereo.

Il variometro è un altro strumento indispensabile al volo e misura e indica la velocità verticale del pallone espressa in piedi al minuto o metri al secondo.

Il GPS è un altro strumento utile al volo ormai di uso comune. Grazie ai dati ricevuti a livello satellitare, indica la propria posizione, velocità, quota e direzione. E’ possibile verificare la propria rotta reale rispetto a quella stabilita e calcolare i tempi di percorrenza e l’orario di arrivo. Strumento indispensabile nelle situazioni in cui il pilota abbia necessita di sapere l’esatta posizione e velocità di crociera come voli in alta quota, montagna, sopra le nubi e in competizione.

A bordo della mongolfiera il pilota si avvale inoltre di apparati radio ricetrasmittenti. Il primo ha la radio aeronautica in VHF che consente di mantenere il contatto con gli organi preposti al controllo del traffico aereo. La seconda radio permette di comunicare con il proprio equipaggio di terra e con le altre mongolfiere.

Infine la sonda termica necessaria alla misurazione della temperatura interna dell’involucro, che permette al pilota di verificare e non superare le temperature massime stabilite dal costruttore.

IL PALLONE A GAS

I palloni a gas sono oggi appannaggio di un ristretto numero di appassionati che proseguono un capitolo di storia del volo “più leggero dell’aria” espresso maggiormente per tutto l’Ottocento e la prima meta del Novecento. I costi di esercizio molto elevati a causa del materiale utilizzato per il suo gonfiaggio non ne favoriscono la diffusione e i palloni, rispetto alle mongolfiere ad aria calda, sono solo qualche migliaio in tutto il mondo. Tuttavia con i palloni a gas si disputa la più antica gara di volo in aerostato, la Coupe Gordon Bennet, gara di distanza nata oltre un secolo fa che si svolge ogni anno.

Il pallone a gas è formato da un involucro di forma sferica sulla cui sommità si trova una grande valvola molto simile a quella delle mongolfiere mentre al di sotto si trova una manica per la fuoriuscita del gas. All’involucro è appesa la navicella di vimini. Per volare il pallone viene riempito di gas (idrogeno) in modo da ottener una spinta verso l’alto superiore al peso complessivo del pallone. Questa spinta viene compensata dal peso delle zavorre (sacchi pieni di sabbia) appese fuori dalla navicella. La navigazione è il risultato dell’uso equilibrato fra fuoriuscita del gas per abbassarsi di quota e scarico di zavorra per risalire. Il volo termina quando la zavorra rimanente permetterà una discesa controllata. Una volta a terra il gas residuo del pallone viene completamente disperso. Rispetto alla mongolfiera, il pallone gas presenta costi di esercizio maggiori oltre ad una preparazione più complessa. Tuttavia la sua autonomia di volo supera di gran lunga quella di un pallone ad aria calda e permette di volare in assoluto silenzio.

IL DIRIGIBILE

Il dirigibile è un aerostato dalla tipica forma a siluro che, differenza dei palloni aerostatici, può essere governato verso una direzione determinata grazie ala spinta di motori e alla presenza di timoni direzionali analoghi a quelli degli aeromobili. Il primo dirigibile con motore a vapore fu realizzato dal francese Henri Giffard nel 1852. Successivamente furono realizzati dirigibili propulsione elettrica e a combustione interna.

Nel 1898 il primo Zeppelin riempì il cielo di storia. I dirigibili conobbero la loro massima espansione tra l’inizio del XX secolo e la seconda Guerra Mondiale, essendo per quell’epoca i mezzi più veloci sulle grandi distanze. Vennero impiegati come trasporto passeggeri e merci preziose per avvicinare Europa e Stati Uniti. La realizzazione del primo dirigibile è ad opera dei francesi, tuttavia gli italiani furono sempre all’avanguardia nello studio e nella progettazione pur non riuscendo a portare a termine i prototipi per mancanza di fondi e inadeguate infrastrutture.

I primi dirigibili aveva strutture rigide, semirigide o flessibili e l’involucro era di tessuto stratificato e ricoperto di gomma. Di grandissime dimensioni necessitavano di hangar immensi (gli Zeppelin più grandi raggiungevano i 270 metri di lunghezza per 45 di altezza) e avevano notevoli problemi di manovrabilità e di gestione delle intemperie. Oltre alla pericolosità dell’idrogeno di cui erano interamente gonfiati. La storia dei grandi dirigibili finì tragicamente nel 1937 con il disastro dell’ Hindenburg, orgoglio dell’aviazione nel tempo del Reich, distrutto da un grave incendio che causò la morte di oltre 36 dei 97 passeggeri a bordo. La storia del dirigibile avrà una importante battuta d’arresto nel dopo guerra quando furono sostituiti dai nuovi aeromobili, divenuti più veloci e sicuri.