VOLO

VOLO

. Volo degli animali. - Su 420.000 specie animali conosciute, 260.000, cioè il 62%, sono volanti. Il numero maggiore di esseri alati è dato dagli insetti, nei quali, su 280.000 specie, 240.000 sono atte al volo. Seguono a gran distanza gli uccelli con 13.000 specie e i pipistrelli con 600. In precedenti epoche geologiche vi fu inoltre il gruppo degli pterosauri, o rettili alati, dei quali si sono contate 60 specie.

A questi maggiori volatori deve aggiungersi un piccolo numero di volatori minori, capaci di eseguire solo discese frenate, o, al più, voli librati. Ai volatori minori appartiene il "drago volante", una lucertola dell'Isola di Sumaira, nella quale le costole, invece di richiudersi sullo sterno, rimangono aperte ai due lati della colonna vertebrale, tenendo distesa una membrana, per mezzo della quale l'animale frena le sue discese, saltando dall'alto. Di una membrana laterale è anche fornito un rospetto che abita le foreste delle isole della Sonda, il "racoforo". Similmente, abita queste isole un insettivoro, il "galeopiteco", e nella Siberia vive uno scoiattolo, nell'uno e nell'altro dei quali la pelle si distende ai due lati del corpo fra i due arti anteriori e posteriori, a formare una specie di ala (patagio), sempre al suddetto scopo.

Di analoghi dispositivi frenanti si hanno esempi anche nel regno vegetale, nei cosiddetti semi alati dell'acero, del tiglio, del dente di leone, ecc. Ma il più caratteristico seme alato è fornito dalla famosa zannonia, una cucurbitacea delle Isole della Sonda: esso è così ben congegnato con le sue espansioni membranose e così bene equilibrato e stabile nelle sue discese a volo librato, che fu preso alcuni anni fa a modello per sviluppare una forma assai stabile di ala d'aeroplano.

I più interessanti fra i volatori minori sono però i pesci volanti, fra cui gli Exocoetus o rondini di mare", con le loro 44 specíe, di cui tre vivono nel Mediterraneo, mentre le altre si trovano nei mari tropicali. Si riteneva fino a poco fa che l'Exocoetus si lanciasse dall'acqua in aria con un vigoroso colpo di coda, ma osservazioni recenti avrebbero mostrato che, nella manovra di "distacco", si comporta precisamente come un idrovolante (fig.1). Infatti, la velocità, necessaria per sollevare il pesce, si sviluppa grazie a un movimento vibratorio della coda, la quale seguita a rimanere in acqua, quando il corpo e le pinne pettorali MN fortemente. sviluppate, funzionanti da ali, si trovano già in aria. Alla riuscita della manovra, oltre il lobo inferiore P della coda assai sviluppato, che fa da "elica", contribuisce un'altra particolarità anatomica dell'animale, e cioè un risalto R sotto il capo che fa da "gradino", alla stessa guisa che negli idrovolanti. Raggiunta la necessaria velocità, il pesce varia l'angolo di attacco u delle sue ali e si solleva, con una velocità iniziale fra 16 e 20 m./s. Mantenendo invariato tale angolo, il pesce può salire fino a 4 m. sulla superficie dell'acqua, per iniziare poi da tale altezza il volo librato. Variando , invece l'angolo di attacco, al diminuire della velocità il pesce può mantenersi in volo, parallelamente alla superficie dell'acqua, a un'altezza fra 50 cm. e 1 m., per una distanza fino a 100 metri e per una durata fino a 10 secondi.

Dai suddetti dispositivi di sostentazione elementari, si passa, nei maggiori volatori, a vere e proprie ali. Diverso tuttavia è il modo col quale le ali sono state realizzate in natura, secondo che si tratta di un invertebrato o di un vertebrato. Giacché, mentre negli insetti comparvero sulla superficie dorsale due o quattro appendici laterali, senza diminuire gli organi di locompzione dell'animale, nel tipo dei vertebrati, invece, vennero adattati alla funzione del volo gli arti anteriori, che andarono più o meno perduti per la funzione originaria.

Infatti, una membrana, sviluppatasi fra i lati del corpo e gli arti anteriori, finì con l'includere, negli pterosauri, un dito della mano, il quale si allungò a dismisura per costituire il bordo d'attacco dell'ala; mentre, nei pipistrelli la membrana stessa incluse quattro dita, similmente allungatesi, per formare l'armatura dell'ala. Non solo, ma la membrana, prolungata fino alle estremità posteriori, ne ridusse fortemente la mobilità, tanto che i più evoluti rappresentanti degli pterosauri, e cioè gli pterodonti, che rappresentarono i giganti della classe, erano incapaci di camminare, e i pipistrelli procedono impacciati su terreno piano. Al contrario, gli pterodonti furono, e i pipistrelli sono, esperti volatori. Anzi, nei primi l'adattamento al volo procedé tanto oltre, con specializzazione eccessivamente unilaterale, che ne venne a scapitare l'equilibrio generale degli organi e l'armonia delle funzioni.

Gli pterodonti, nonostante le loro grandi dimensioni, erano leggieri, il loro corpo non essendo altro che una pura macchina volante, costituita da un'armatura rigida di ossa pneumatizzate, con poca carne. Anche nei pipistrelli la cassa toracica è rigida e l'ossatura leggiera; però l'alleggerimento delle ossa non è ottenuto, come negli pterodonti e negli uccelli, mediante cavità aeree.

Non si sa molto sul volo dei pipistrelli, data la loro abitudine di volare di notte, che rende difficile l'osservazione; tuttavia è noto che fra essi vi sono varie categorie di volatori. E precisamente la potenza del volo sta in relazione, come del resto in tutti gli esseri alati, con la forma dell'ala. Infatti, le specie con ali lunghe e strette sono costituite da ottimi volatori, mentre le specie con ali corte e profonde sono costituite da volatori di poca lena. I pipistrelli insettivori mostrano, infine, speciale attitudine alle manovre acrobatiche, alle improvvise virate e al volo rovescio, loro occorrenti per la caccia agli insetti.

Ma dove la natura raggiunse il suo capolavoro nell'adattamento delle forme al volo, mantenendo tuttavia un giusto equilibrió fra questo e le altre facoltà, è negli uccelli. In questi lo scheletro della mano si trasformò, è vero, per costituire l'organo di volo, più profondamente e totalmente che nei pterosauri e nei pipistrelli, ma, in compenso, rimasero completamente fuori dell'ala i piedi. Il possesso della facoltà di camminare mise gli uccelli in condizioni di superiorità sugli altri due.

Col perfetto adattamento delle forme degli uccelli al mezzo fluido, specie in alcuni rappresentanti della classe, primo fra tutti l'albatros, contrasta un'assoluta mancanza di adattamento negl'insetti. Le forme d'una mosca, d'un calabrone, di un'ape sono ben lungi dal poter essere chiamate "forme di buona penetrazione". La bassa velocità di volo degl'insetti e il loro piccolo peso, specie in relazione alla superficie relativamente grande delle ali, dànno ragione della nessuna importanza che per essi avrebbe un affinamento aerodinamico delle forme, che è, invece, così essenziale nei rapidi e maggiori volatori, per ridurre le resistenze al moto. Si aggiunga inoltre che negl'insetti, a causa delle loro piccole dimensioni, l'attrito con l'aria ha importanza minore che negli animali più grandi. A tuttociò si deve se nella classe degl'insetti solo in pochi esemplari (farfalle notturne e tafani) si nota una tendenza verso forme aerodinamiche. Il che, insomma, rivela come gl'insetti si trovino in condizioni di volo diverse da quelle degli uccelli, con i quali mostrano, invece, tanta analogia di condizioni i nostri aeroplani.

Questa analogia va in ogni modo intesa entro certi limiti, giacché nel caso dell'ala mobile e variabile dell'animale vivo, il movimento da essa determinato nell'aria è assai più complicato di quello causato dal passaggio dell'ala rigida e immobile, e le condizioni di osservazione e di studio sono assai più difficili. Cosicché, mentre nel caso dell'aeroplano è stato possibile determinare teoricamente e verificare sperimentalmente, nonché fotografare (fig. 2; nella quale però, un difetto d'illuminazione non permette di vedere il movimento dell'aria sotto l'ala) il movimento dell'aria intorno all'ala, dimostrando l'esistenza intorno a questa d'una "circolazione", che ha permesso di dare una spiegazione scientifica della sostentazione e di calcolarne il valore, per gli uccelli, invece, nulla sappiamo dell'effettivo movimento dell'aria intorno alle ali.

Pur non sapendo nulla di questo movimento e non potendo quindi costruire per la sostentazione degli uccelli in volo una teoria matematica, come è stato possibile, fondandosi sulla circolazione, per l'aeroplano, dobbiamo tuttavia fissare questo fatto incontrovertibile: che se l'animale e la macchina volante si sostengono con le ali nell'aria, ciò non può essere altro che per effetto d'una reazione dell'aria sulle ali, uguale e contraria a un'azione delle ali sull'aria. La sostentazione di un'ala, insomma, non è, in tutti i casi, che un effetto di reazione, cosi com'è un effetto di reazione il rinculo d'un cannone.

A causa della sua posizione inclinata sulla direzione del moto (angolo di attacco), un'ala d'aeroplano obbliga, infatti, l'aria su cui passa a deviare verso il basso, determinando in questa una reazione che spinge l'ala stessa in alto. Nella figura 3, in cui, per facilità di rappresentazione, invece di considerare l'ala in moto nell'aria ferma, viene considerata (come è dinamicamente lecito) una corrente d'arìa contro un'ala immobile, si vede la deviazione verso il basso dell'aria dopo l'incontro con l'ala.

La reazione dell'aria sull'ala non è rivolta in direzione perfettamente verticale, però si allontana da questa direzione molto poco, tanto che scomponendo, con la regola del parallelogramma delle forze, la reazione stessa in due componenti, una verticale, cioè in direzione opposta al peso, che prende il nome di "portanza", e l'altra orizzontale, cioè opposta al moto, che premle il nome di "resistenza", si ha che la portanza è molte volte maggiore della resistenza (fig. 4).

Il rapporto portanza/resistenza si chiama "efficienza" In buone ali d'aeroplano questo rapporto può arrivare ai valori di 25-35 lnvece di considerare l'efficienza di un'ala, si può considerare quella di un uccello o di un aeroplano; ma naturalmente il valore di questa efficienza sarà minore di quello dell'ala isolata, comparendo qui la resistenza delle parti "non portanti" della macchina o dell'animale. Moderni aeroplani da trasporto possono arrivare all'efficienza 15.

Il rapporto inverso, resistenza/portanza, ci dà la pendenza minima con cui un aeroplano può discendere a volo librato. Se la resistenza è, ad es., ¹/₂₅, cioè il 4% della portanza, l'aeroplano potrà discendere, a motore spento, appunto con la pendenza del 4%.

Determinando con la cinematografia la traiet. toria di rondini, discendenti a volo librato, in aria senza vento, il prof. Magnan ha trovato che queste scendevano con la pendenza di 1/30, il che significa che 30 è il valore della loro efficienza.

L'efficienza di un'ala, in altre parole la ripartizione della sua portanza e della sua resistenza, dipende da tre fattori: dall'angolo d'attacco, cioè dall'angolo fra la corda dell'ala e la direzione del movimento, angolo che, in generale, non deve superare i 10°; dalla forma del "profilo", cioè dalla sezione longitudinale dell'ala; e, infine, "dall'allungamento" dell'ala, che è il rapporto tra l'apertura e la profondità, o "corda" dell'ala.

Gli uccelli buoni volatori hanno un allungamento alare molto maggiore dei mediocri e cattivi volatori. Infatti, il fagiano, che vola male, ha l'allungamento 5, cioè la sua ala è solo 5 volte più larga che profonda, mentre l'albatros, ha l'allungamento 12. Negli aeroplani ragioni costruttive, di robustezza e di peso, impediscono di superare l'allungamento 7-8, ma negli alianti, velivoli per il volo a vela assai leggieri, si è raggiunto l'allungamento 18.

Il fatto che la corrente d'aria è frenata dal ventre dell'ala, mentre scorre liberamente sul dorso di questa, determina un aumento di pressione dell'aria sotto e una diminuzione della medesima sopra l'ala. La sostentazione dell'ala può quindi anche apparire come l'effetto sommato d'una spinta dal di sotto e di un'aspirazione dal di sopra. Alcuni parlano a tal proposito d'una compressione, o condensazione, dell'aria sul ventre dell'ala e di una rarefazione sul dorso; ma l'espressione è inesatta, giacché la differenza fra la pressione dell'aria sotto e sopra l'ala, benché espressa in kg. per cmq. sia notevole, corrispondendo appunto al peso dell'aeroplano sostenuto, tuttavia è solo una piccola frazione (dell'ordine di ¹/₁₀₀) della pressione atmosferica normale, e, per tali frazioni di quest'ultima, la densità dell'aria praticamente non varia.

Lo stabilirsi d'una differenza di pressione dell'aria sulle due facce dell'ala, porta, oltre alla sostentazione, un'altra importante conseguenza e, cioè, che, tendendo l'aria a riversarsi dalle zone di maggiore pressione verso quelle di pressione minore, vi è uno scorrimento d'aria dal ventre al dorso dell'ala, girando intorno ai bordi o margini laterali di questa (fig. 5). E siccome l'ala frattanto è in moto, dalla combinazione dei due movimenti ne viene che dai suddetti margini escono due cordoni vorticosi d'aria, che l'ala trascina dietro di sé, con formazione d'una resistenza detta appunto "marginale" (o "indotta" per analogie elettriche) che naturalmente consuma energia motrice. Quanto più i bordi o margini laterali dell'ala sono ampî, quanto più cioè l'ala è profonda, e la sua apertura breve, tanto maggiore è la quantità d'aria che circola attorno a essi, e più forte, quindi, è la resistenza marginale. Ecco perché le ali strette e lunghe, cioè a forte allungamento, sono più favorevoli di quelle a piccolo allungamento e perché delle prime sono appunto forniti i buoni volatori.

Dietro l'ala, come si vede dalla fig. 5, vi è, dunque, una corrente d'aria centrale discendente e due correnti ascendenti, laterali. Queste seconde sono opportunamente utilizzate dagli uccelli migratori nei loro viaggi e dagli aeroplani nel cosiddetto volo in formazione, disponendosi ciascuno nella scia laterale del precedente, per agevolare la sostentazione e diminuire lo sforzo dell'avanzamento (fig. 6). Il posto in testa, più faticoso, è dagli uccelli tenuto a turno.

Un effetto di azione e reazione è, al pari della sostentazione, anche la propulsione dell'aeroplano: là è l'ala che caccia aria in basso, ottenendone in cambio spinta verso l'alto, qui è l'elica che caccia aria indietro, ottenendone spinta in avanti.

Negli uccelli provvede alle due operazioni un organo solo, cioè l'ala, per quanto anche qui vi sia una certa distinzione nelle funzioni, dato che alla sostentazione provvede il braccio, o parte basale, dell'ala, alla propulsione provvede la mano, o parte estrema, della medesima.

Quanto al meccanismo della battuta, esso è effettuato dagli uccelli, abbassando l'ala dall'indietro all'avanti e risollevandola con moto inverso, descrivendo con l'estremità dell'ala un'ellisse con l'asse maggiore inclinato anteriormente, verso il basso. Notevole, nell'operazione della battuta, è la rotazione del piano dell'ala, in modo da colpire, come diceva Leonardo da Vinci, l'aria "in faccia" nell'abbassata e "di taglio" nella rialzata. Nello stesso tempo le penne remiganti ruotano intorno al loro asse, in modo che l'ala nell'abbassata, sempre secondo le parole di Leonardo, si presenta "unita" e nella rialzata si presenta "traforata".

Le figure 7 e 8, che sono state riprese con la cinematografia a ¹/_100.000 di secondo, mostrano rispettivamente, in modo abbastanza chiaro, le due attitudini in un piccione appena distaccato da terra, cioè all'inizio del volo, che è il momento in cui le attitudini stesse sono più accentuate.

Fin qui il volo propulsivo. Si passa da questo al volo librato, quando l'energia motrice è fornita dal peso.

Se il volo librato ha luogo in una colonna d'aria ascendente di sufficiente intensità, la macchina, o l'animale volante, invece di perdere quota, possono mantenervisi e anche acquistarne. Si ha allora il "volo a vela". Il volo a vela effettuato in questo modo, cioè utilizzando le correnti ascendenti, si chiama "volo a vela statico", riservando il nome di "volo a vela dinamico a un'altra forma di volo a vela, eseguito utilizzando le variazioni in intensità e direzione del vento.

Gli uccelli velieri terrestri eseguono solamente la prima forma, mentre la seconda è limitata ad alcuni uccelli velieri marini, quali l'albatros e la procellaria, in venti tesi oceanici. L'uomo, finora, non è riuscito a riprodurre che il volo a vela statico.

Resta, in ultimo, a dire qualche cosa su alcune caratteristiche di volo degli uccelli: velocità, quota di volo, frequenza dei battimenti delle ali, peso e apertura alare.

Le aquile, gli avvoltoi, i nibbî, sviluppano una velocità da 30 a 40 km. allora; i tordi, i merli, gli storni, le allodole sui 40; gli albatros e le cicogne fino a 45; le pernici, le quaglie, le starne fra 60 e 80; le rondini da 60 a 150; i piccioni da 80 a 100; le anitre, i cigni, i marangoni da 100 a 120.

Le quote più alte di volo sono raggiunte dal condor e dal grifone con 6000 m., dalle aquile con 4500, dal nibbio reale con 4000; a questi seguono i piccioni con 2500, le cicogne con 1500, le rondini con 700-800, le beccacce con 50-80.

Quanto alla frequenza media della battuta d'ala essa è da 1 a 2 vibrazioni al secondo nel grifone, nella cicogna, nel pellicano; da 4 a 5 nel gabbiano; da 3 a 6 nel piccione; da 9 a 12 nell'anitra selvatica; da 12 a 14 nel passero e finalmente da 30 a 40 nell'uccello mosca, che è capace, con i suoi rapidi battimenti, di volare a "punto fisso", come gl'insetti.

L'uccello mosca è il più piccolo e leggiero di tutti gli uccelli, il suo peso essendo, in alcune specie, inferiore ai 3 grammi.

All'altro estremo della scala dei pesi c'è il condor con 9 kg. Segue il grifone con 7,500, l'albatros con 2,800, la cicogna con 2, l'anitra con 0,900, il nibbio con 0,640, il piccione con 0,225, la rondine con 0, 160.

Finalmente, per le aperture alari, si ha per il grifone 2,50 m., per la cicogna 2 m., per l'albatros 1,75, per l'anitra o,70, per il piccione 0,55, per la rondinella 0,30.

Ai suddetti dati per gli uccelli possiamo confrontare quelli per gli insetti.

Quanto alla velocità, gli insetti arrivano a un massimo di 708 m./sec., cioè 25-28 km./h, solo in alcune grosse libellule del peso di 700 mg. Si arriva poi a 6 m./s. col calabrone, pesante 380 mg., a 4 m./s. col tafano bovino, pesante 270 mg., e con alcune grosse farfalle, pesanti 400 mg. Tolti questi volatori maggiori, in tutti gli altri la velocità si mantiene al disotto di 4 m./s. Così la volucella, pesante 70 mg., sviluppa una velocità di 3,50 m./sec., la cetonia dorata, pesante 535 mg., ne sviluppa 3, l'ape, pesante 115 mg., la cavolaia, pesante 125 mg., la vespa, pesante 185 mg., ne sviluppano 2,5, e, finalmente, la mosca domestica, pesante 14 mg., ne sviluppa solo 2.

Ma la maggior peculiarità di volo degl'insetti è costituita dalla rapidità dei battiti d'ala: 250 vibrazioni al secondo nell'ape, 190 nella mosca, 120 nella volucella, 100 nel calabrone, 86 nella cetonia dorata, 85 nella iarfalla chiamata macroglossa, 22 nell'altra, chiamata sfinge, testa di morto, 20 nella libellula e 12 nella comunissima farfalla bianca, la cavolaia.

Tali frequenze rendono naturalmente impossibile discernere a occhio ciò che avviene nel colpo d'ala. La moderna cinematografia ultrarapida ha permesso di seguire il movimento delle ali, ma ciò nonostante il meccanismo di volo degl'insetti, come quello del volo degli uccelli, non ha potuto, per mancanza di conoscenze sul movimento generale dell'aria intorno alle ali, essere convenientemente spiegato dalla teoria. È stato tuttavia messo già in evidenza, sperimentalmente, da tempo, che sul dorso degli insetti in volo si forma una depressione, e, più recentemente, il Magnan ha mostrato che sul dorso stesso, fra le ali che battono, si forma una corrente d'aria rivolta all'indietro e al basso.

Quanto al movimento delle ali nella battuta, esso avviene con qualche diversità nei diversi gruppi, secondo che gl'insetti abbiano due o quattro ali e secondo la natura di queste.

Nella mosca, che è uno dei più esperti volatori e che può prendersi a rappresentante degli insetti a due ali, cioè dei ditteri, le ali vengono abbassate dall'indietro all'avanti e senza farle discendere molto più in basso della posizione orizzontale. La risalita avviene nel senso inverso e durante la manovra di alzata e abbassata il piano dell'ala muta due volte, mentre l'estremità dell'ala stessa descrive una traiettoria in forma di 8 inclinata in avanti. Se la mosca vola senza progressione, cioè a punto fisso, l'ala discende, senza portarsi avanti e risale, similmente, in un piano verticale; la punta dell'ala descrive ancora la traiettoria a 8, ma questa non è più inclinata in avanti.

La figura 9 mostra le principali posizioni delle ali nella battuta d'un dittero, la volucella, particolarmente studiata dal Magnan. Una cosa che caratterizza in modo particolare il volo della mosca e degli altri ditteri è la facoltà di partire improvvisamente in volo rettilineo, nonché di poter cambiare bruscamente di direzione in ogni senso.

In modo poco diverso dai ditteri volano gli imenotteri, vespa, ape, calabrone, ecc., i quali hanno due paia di ali diverse tra di loro nella forma, ma procedenti insieme e unite nella battuta, per cui è come se l'insetto avesse una sola ala per parte. Anche gli imenotteri possono partire improvvisamente con rapido volo, arrivando spesso fino all'altezza di 5 o 6 m. La punta delle loro ali descrive similmente la traiettoria a 8.

Nelle farfalle, o lepidotteri, le due paia di ali ne formano uno solo nella battuta come negli imenotteri, ma questa è effettuata in modo alquanto diverso. Le farfalle, a differenza degli altri insetti, tengono le ali rialzate durante il riposo e addossate le une sulle altre. Abbassandole bruscamente, l'animale è proiettato a una certa altezza, 20 e anche 30 cm., e procede quindi disordinatamente con volo a salti. Anche le farfalle sono capaci di variazioni brusche di direzione. Nell'atterrare distendono le ali vibrandole alquanto, per frenare la velocità.

I coleotteri durante il riposo tengono le ali sostentatrici ripiegate sotto le ali protettrici o elitre. Il loro volo è in generale lento e in linea retta, o con curve a grande raggio. Il corpo nel volo sta quasi verticale e l'animale può volare all'indietro.

Lasciando da parte gli ortotteri, cavallette e grilli, che sono più spesso saltatori, anziché volatori, sebbene alcuni, com'è noto, siano grandi migratori, e gli emitteri, fra cui la cicala, che sono cattivi volatori, giacché il loro volo si riduce a brevi spostamenti da un cespuglio a un altro, arriviamo ai neurotteri, o libellule. La libellula può partire bruscamente, come una mosca, apparendo come lanciata in aria, oppure può partire lentamente, facendo evoluzioni in prossimità dell'acqua, a 50 cm. o meno. Altre volte, vola per ore intere, a più metri d'altezza, sopra i cespugli e il suo volo è grazioso, con belle e rapide curve. Le due paia di ali uguali di cui è fornita procedono nel volo indipendenti e "separate", come diceva Leonardo, cioè senza saldarsi insieme come negli imenotteri. Le ali, che allo stato di riposo sono distese orizzontalmente, vengono, per iniziare il volo, rialzate e quindi abbassate di piatto, fino alla posizione orizzontale o quasi. La discesa è iniziata dal paio posteriore, cui segue, a ¹/₈₀ di secondo d'intervallo, la discesa del primo paio, per risalire poi insieme, dopo aver ambedue ruotato di 90°.

Le libellule, e così pure i calabroni e alcune farfalle, possono volare a punto fisso come la mosca. Una speciale farfalla, la macroglossa, così detta per la sua grossa lingua, si mantiene per un minuto o due sospesa nell'aria con i suoi battiti, mentre sugge il nettare dai fiori.

Infine alcuni insetti possono eseguire volo librato. Fra questi una falfalla, la vanessa atalanta, è capace di discendere a volo librato per più di 20 metri, con una velocità da 1 a 3 m./sec.; mentre alcune grosse libellule possono effettuare veri e proprî voli a vela utilizzando le correnti d'aria ascendenti.

Bibl.: L. P. Mouillard, L'empire de l'air, Parigi 1881; id., Le vol sans battement, ivi 1912; L. I. Marey, Le vol des oiseaux, ivi 1890; E. H. Hänkin, Animal Flight, Londra 1913; R. Demoll, Der Flug der Insekten und der Vögel, Berlino 1918; F. Zschokke, Der Flug der Tiere, ivi 1919; P. Idrac, Études expérimentales sur le vol à voile, Parigi 1922; R. E. Snodgrass, How Insects fly, Washington 1928; V. Choulekin, La dynamique des poissons volants, in Bulletin de l'Académie des sciences, Mosca 1928; M. Boel, Scientific Studies of natural Flight, in Aeronautical Engineering, 1928; A. Magnan, Le vol des oiseaux et le vol des avions, in Service Technique de l'Aéronautique, 1931, n. 74; id., La locomotion chez les animaux: I: Le vol des insectes, Parigi 1934; R. Giacomelli, Il volo nella tecnica e nella natura, in L'Italia e la scienza, Firenze 1932; id., Gli scritti di Leonardo da Vinci sul volo, Roma 1936; F. W. Lanchester, Aerodynamics, Londra 1907; L. Prandtl, Tragflächentheorie, Gottinga 1919; G. A. Crocco, Elementi di aviazione, Roma 1931; id., L'aerodinamica in aviazione, in L'Aerotecnica, 1936, n. 4; E. Pistolesi, Aerodinamica, Torino 1932; L. Silla e P. Teofilato, Lezioni di aerodinamica, Pavia 1933; M. M. Munk, The Principles of Aerodynamics, Washington 1933; W. F. Durand, Aerodynamic Theory, Berlino 1934-36.

Aeronautica.

Per la storia e la tecnica del volo aeronautico, v. navigazione: Navigazione aerea (XXIV, p. 441 segg.). Qui si accenna solo al volo a vela.

Con l'espressione "volo a vela" (fr. vol à voile; sp. vuelo a vela; ted. Segelflug, Segelfliegen; ingl. sailing flight, soaring flight; negli Stati Uniti, di preferenza, gliding) viene indicato comunemente il volo di un velivolo che non ha o non fa uso di motore, e che, per mantenersi in aria senza scendere, si giova delle correnti atmosferiche: meglio sarebbe designarlo col nome di "volo senza motore".

Per ottenere il distacco dal suolo dei velivoli destinati a questa specie di volo è necessario un impulso iniziale che li conduca alla velocità utile per la sostentazione; impulso che può essere realizzato in varî modi (v. appresso). Quando la velocità dovuta all'impulso iniziale viene a diminuire, o cessa la trazione, il velivolo senza motore non guadagna più quota o non si mantiene più in volo rettilineo orizzontale, ma è costretto a mettersi nell'assetto di volo librato (v. aerotecnica, I, p. 654). Se la componente verticale della velocità del vento relativo è superiore a quella di discesa verticale del velivolo a causa di correnti comunque ascendenti, il velivolo, pur effettuando un volo librato, guadagnerà quota; se è uguale la manterrà, se è inferiore discenderà. Mentre però l'espressione "volo librato" resta a indicare il volo in discesa effettuato senza sfruttare i moti ascendenti dell'aria, con il nome di "volo veleggiato" si indica precisamente il volo che utilizza tali moti ascendenti. Nelle macchine costruite per l'attività di volo senza motore la velocità di discesa oscilla da un massimo di circa 1 m. al secondo, per i velivoli da scuola, a un minimo di circa 50 cm. al secondo, per quelli di particolare finezza, destinati al volo veleggiato.

Per poter bene utilizzare anche modeste correnti ascendenti, bisogna che gli aeromobili per il volo veleggiato abbiano forme aerodinamiche di elevata finezza o efficienza. I velivoli da scuola rispondono invece soprattutto a concetti di facilità di pilotaggio, di economia e di robustezza.

Il volo senza motore non costituisce un aspetto nuovo del volo, ma è piuttosto un ritorno alle prime forme di sostentazione dinamica, con i miglioramenti dettati dalla tecnica aerodinamica e costruttiva, e ancor più dalle nuove conoscenze meteorologiche. La sua storia (v. aeronautica, I, p. 594 segg.) s'identifica, agl'inizî, con i primi tentativi del "più pesante dell'aria". Attraverso tale genere di volo si riuscirono a scoprire, empiricamente e approssimativamente, le leggi della stabilità del velivolo nell'aria e i comandi per le manovre. Più tardi, i rapidi progressi fatti con i velivoli a motore tennero lontana dal volo senza motore l'attenzione del mondo. Spetta alla Germania il merito di non aver mai completamente abbandonato il volo senza motore e, nel dopoguerra, di aver dato a tale genere di volo una perfetta organizzazione scientifica e pratica. Nel 1925 venne costituita la Rhön Rossitten Gesellschaft, ente nazionale che presiede allo sviluppo di tutte le iniziative. Una delle prime filiazioni della R.R.G. è l'Istituto delle ricerche, che costituisce il perno di tutto il movimento veloveliero ed è diviso in cinque rami: tecnica aerea, aerodinamica, meteorologia, voli scientifici, pilotaggio. La R.R.G. è oggi il centro degli studî internazionali sul volo senza motore. Nel 1930 è stato costituito il comitato internazionale di studî per il volo a vela, di cui fanno parte le principali nazioni. La Russia è lo stato che ha seguito più da vicino l'esempio tedesco. La Germania aveva, nel 1936, 35 mila brevettati e 20 mila allievi di volo senza motore: l'U.R.S.S. ha oltre 34 mila allievi.

Primati detenuti (1936) dalle varie nazioni:

Durata: 1° U.R.S.S. (non federata), primato mondiale con 42 ore. Seguono: 2° Gemiania, con 36 ore (primato mondiale ufficiale); 3° Ungheria con 24 ore; 4° Stati Uniti, con 21 ore; 5° Polonia, con 20 ore; 6° Cecoslovacchia, con 17 ore; 7° Francia, con 16 ore. Il primato nazionale italiano è di 6 ore e 20 minuti.

Altezza (al di sopra del punto di lancio): 1° Germania, primato mondiale con 4325 m. (dal 17 febbraio 1934). Seguono: 2° U.R.S.S., con 2500 m.; 3° Polonia con 2360 m.; 4° Gran Bretagna, con 2235 m.; 5° Austria, con 1910 m.; 6° Stati Uniti, con 1900 m.; 7° Svizzera, con 1850 m.; 8° Ungheria, con 1840 m.; 9° Francia. con 1738 m.; 10° Italia, con 1600 m.

Distanza: 1° U.R.S.S. (non federata), primato mondiale con 540 km. (dal 16 settembre 1936); 2° Germania, primato mondiale ufficiale con 504 km. (dal 29 luglio 1935); 3° Stati Uniti, con 255 km.; 4° Polonia con 210 km.; 5° Francia, con 186 km.

Materiale di volo. - Gli aeromobili per il volo senza motore prendono il nome di "alianti". Si distinguono come sottospecie: il "libratore", che è un aliante destinato a eseguire il volo librato ed è adibito unicamente a voli di istruzione; e il "veleggiatore", che è un aliante atto a effettuare il volo veleggiato.

I primi libratori da scuola costruiti furono degli alianti molto semplici, a trave di coda, sprovvisti di carenatura al posto di pilotaggio, dotati di grande stabilità, e tali da permettere una costruzione economica e rapide e facili riparazioni. Sono stati successivamente adottati per le istruzioni i libratori a fusoliera, macchine pur sempre semplici, ma più sensibili e più robuste.

Nei veleggiatori si adottano speciali profili alari e si studiano accuratamente tutte le forme, per ridurre al minimo le resistenze nocive. In tali alianti l'allungamento delle ali tocca valori molto elevati, l'apertura alare varia da 15 a 20 metri, l'efficienza raggiunge e spesso sorpassa il valoré 20; il posto di pilotaggio, sempre molto ristretto affinché la fusoliera offra la minima resistenza, in alcuni veleggiatori di alto rendimento è completamente chiuso, e il pilota vede attraverso sfinestrature protette da matetiale trasparente.

"Motoveleggiatori" o "motoalianti" sono quegli speciali velivoli, provvisti di un motore di piccola potenza, capaci di effettuare anche il volo veleggiato. Il motore permette di raggiungere località e quote ove si manifestano correnti ascendenti per eseguire poi, a elica ferma, il volo veleggiato. I motoveleggiatori possono anche essere impiegati per il passaggio al volo a motore dei giovani piloti di volo a vela. La tecnica costruttiva però non è riuscita finora a creare né motoalianti tali da poter essere facilmente e proficuamente impiegati per la preparazione dei nuovi piloti, né motori tali da non compromettere con il loro peso le doti del veleggiatore. I motoveleggiatori costruiti fino a oggi si possono piuttosto classificare fra i velivoli da turismo ultraleggieri. Talvolta si costruisce qualche motoveleggiato e per realizzare un modello effettivamente volante, atto a confermare i dati sperimentali della galleria aerodinamica e a effettuare così un collegamento fra il modellismo aerodinamico e il velivolo in vera grandezza.

Metodi di lancio. - Prende il nome di "lancio" quella manovra mediante la quale si dà all'aliante la spinta necessaria per staccarlo da terra e metterlo in grado di utilizzare le eventuali correnti ascendenti. In Germania il metodo più usato consiste nell'impiego di un cavo elastico, disposto a V e teso da due squadre di lanciatori. L'aliante, trattenuto in coda da uno speciale gancio, viene lasciato libero quando il cavo elastico ha raggiunto la tensione voluta. Effettuato il lancio, il cavo elastico si sgancia automaticamente dall'aliante. Questo metodo, senza dubbio semplice ed economico, determina una sgradevole partenza a catapulta e richiede che il punto di lancio sia elevato.

Per poter raggiungere, anche dal piano, zone di correnti ascendenti, sono stati adottati i sistemi di partenza a rimorchio meccanico. Per mezzo di un comune cavo di acciaio l'aliante viene rimorchiato a guisa di un cervo-volante. Al momento giusto, il pilota dell'aliante si libera del cavo ed esegue il volo librato. Più tardi (poiché l'autotraino richiede campi lunghi e livellati) si è adottato il sistema più vantaggioso del verricello. Con tale sistema il cavo è avvolto rapidamente sul tamburo di un verricello azionato dal motore dell'automobile. Il cavo può essere lungo 1000 ÷ 1500 m., e permette di raggiungere una quota massima all'incirca pari a ¹/₃ della sua lunghezza.

Se si vogliono raggiungere quote più elevate si ricorre all'aerotraino, che consiste nel far rimorchiare l'aliante da un apparecchio a motore; il cavo di rimorchio viene sganciato, al momento opportuno, dal pilota stesso dell'aliante.

Volo veleggiato. - Lo studio della meteorologia acquista per il volo veleggiato un'importanza fondamentale; il pilota deve conoscere il comportamento delle perturbazioni atmosferiche per poter scegliere i momenti e i luoghi in cui utilizzare le correnti ascendenti e giudicare quali fenomeni atmosferici sono favorevoli e quali sfavorevoli. La forma caratteristica di volo veleggiato è costituita dai voli su un pendio: l'aliante dovrà bordeggiare lungo il pendio, mantenendosi nella zona dove si manifesta la componente verticale favorevole.

Il veleggiatore può inoltre sfruttare le correnti ascendenti derivanti dal diverso riscaldamento di zone di terreno di varia natura. Grande importanza hanno le correnti ascendenti che si manifestano al disotto, nell'interno e al disopra di alcuni tipi di nubi. Abili piloti possono percorrere in volo distanze notevoli nel caso della utilizzazione delle correnti ascendenti del fronte dei temporali.

Volo a vela dinamico. - Con quest'espressione impropria, ma entrata nell'uso, si indica il volo veleggiato in assenza di correnti ascendenti, eseguito utilizzando le raffiche e le pulsazioni del vento o le differenti velocità di traslazione dell'aria nei varî strati.

Agl'inizî del volo a vela, si ritenne che soltanto questo metodo avrebbe potuto dare risultati pratici; più tardi, dopo le brillanti realizzazioni ottenute con le correnti ascendenti, il problema del volo a vela dinamico fu quasi completamente perduto di vista; tuttavia esso riaffiora ogni tanto, e appassiona studiosi piloti. Lo studio del volo dei grandi uccelli veleggiatori, massimamente degli uccelli predatori e degli uccelli marini, ha condotto a risultati interessanti e a conclusioni spesso geniali. Peraltro tale genere di volo è ancora lontano dal campo delle pratiche realizzazioni.

Brevetti di pilota di aliante. - Scuole di volo senza motore in Italia. - Gli aspiranti piloti di aliante possono conseguire l'attestato oppure il brevetto. L'attestato riconosce nel titolare la capacità di eseguire voli con alianti libratori, e si distingue in due classi, A e B, corrispondenti a differenti gradi di abilità del titolare. Il brevetto (brevetto C) attesta e riconosce nel titolare la capacità di eseguire voli con alianti veleggiatori. Per ottenerlo il candidato deve superare una prova pratica, consistente in un volo della durata minima di cinque minuti a quota superiore a quella del punto di lancio, ovvero un volo della durata minima di cinque minuti, senza perdita di quota, entrambi seguiti da atterraggio normale: il volo deve essere controllato con un barografo. Il brevetto internazionale (brevetto D) viene concesso a titolo onorifico e richiede: un volo di distanza di 50 km., un volo di durata di 5 ore e un volo di quota di 1000 m. dal punto di lancio.

In Italia, oltre alla scuola di Pavullo della R. Aeronautica, fondata nel 1927, che provvede alla preparazione degl'istruttori di volo senza motore, esistono attualmente 17 scuole regionali, dipendenti dal comando generale dei Fasci giovanili. In queste scuole vengono svolti corsi di volo librato a carattere pre-aeronautico per i giovani fascisti.

Per il volo veleggiato la Reale Unione nazionale aeronautica ha recentemente istituito due scuole, una scuola ad Asiago e una a Sezze, alle quali possono iscriversi gli appartenenti alle organizzazioni giovanili del regime e i soci della R.U.N.A., purché provvisti dell'"attestato B" o del brevetto di pilota velivolo.

Bibl.: O. Lilienthal, Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst, Monaco 1910; A. Magnan, Le vol à voile, Parigi 1925; L. Bréguet, Le vol à voile dynamique des oiseaux, ivi 1925; W. Klemperer, Theorie des Segelfluges, Berlino 1926; F. Stamer e A. Lippisch, Gleitflug und Gleitflugzeuge, ivi 1931; E. Bachem, Die Praxis des Leistungs-Segelfliegens, ivi 1932; E. Bartocci e M. Righetti, l'ala silenziosa, Roma 1932; V. Bonomi e C. Silva, Il volo a vela, Milano 1932; E. Cattaneo, Il volo a vela e il suo domani, Trieste 1932; R. Gentile, Appunti sulla teoria e sulla pratica del volo senza motore, Roma 1934; A. Carletti, Il volo a vela in 14 lezioni, Pistoia 1934; E. Batault, Le mystère et le paradoxe du vol animal, Parigi 1934; R. Kronfeld, Le vol à voile (trd. W. Koporindé), ivi 1935; R. Giacomelli, Gli scritti di Leonardo da Vinci sul volo, Roma 1936.

V. tavv. CXIII-CXVI.