Boxbird - Aeroplano leggero sportivo ad alta efficienza

Cenni Storici Studio preliminare La maggior parte del traffico a lunga percorrenza è rappresentata da veicoli 
appartenenti a compagnie ed aziende dedicate al trasporto di persone e di 
beni appartenenti a terzi.
La fetta più rilevante di veicoli costruiti per alte prestazioni e con soluzioni 
tecniche sofisticate e costose viene impiegata da organizzazioni militari, di 
ricerca o con finalità sportive.
Il mio obiettivo è di realizzare un sistema di trasporto individuale ad alta 
efficienza che possa essere diffuso a condizioni economiche e tecniche  non 
proibitivi per larga parte della popolazione dei paesi industrializzati o in via di 
sviluppo.
Questo significa che velocità supersoniche e autonomia transoceanica non 
appaiono realisticamente come caratteristiche incorporabili nel progetto.
Concentrarsi su prestazioni più ridotte e requisiti di manutenzione non 
proibitivi appare dunque la premessa più ragionevole.
Seguendo la linea ideale di questo progetto sono portato a non fare uso di 
materiali e processi produttivi particolarmente sofisticati e costosi.
Apparentemente questa decisione sembra retrograda e dannosa per le 
prestazioni ottenibili tuttavia, i grandi progressi compiuti dai programmi 
informatici di progettazione, simulazione e analisi permettono di migliorare le 
prestazioni che possiamo essere in grado di ottenere  con materiali più 
consueti.
Negli ultimi anni è stato fatto molto clamore in relazione a progetti 
stupefacenti caratterizzati da materiali come kevlar, fibre di boro, fullerene, 
leghe metalliche a memoria di forma o meta materiali nanotecnologici 
modificabili tramite appositi segnali elettromagnetici.
Alla prova dei fatti, però, non risultano attualmente disponibili sul mercato 
veicoli che traggano vantaggio dalla presenza di tali altisonanti materiali la cui 
lavorazione necessita di metodologie e macchinari specifici.
In realtà solo applicazioni limitate e specialistiche come la difesa o 
l'esplorazione dello spazio  traggono sostanziale beneficio da tali meraviglie 
della scienza applicate all'industria.
La stessa affermazione è valida per quanto concerne i promettenti, quanto 
esotici, sistemi di propulsione come ramjet ad ozono, getti magneto-
idrodinamici lineari, getti al plasma di ioni, celle a combustibile in tutte le loro 
innumerevoli declinazioni.
Lungi da me l' intenzione di sminuire o svalutare le grandiose potenzialità 
attribuite a questi ritrovati, una volta fantascientifici, preferisco scegliere, per 
la realizzazione del mio progetto, soluzioni correntemente reperibili tra le 
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disponibilità per il pubblico generale.
Ritengo che vi siano ancora ampi margini di miglioramento, per quanto è 
possibile ottenere con le tecnologie di larga diffusione, alla luce dei progressi 
scientifici resi già ad oggi di dominio pubblico.
Un problema, spesso sottostimato, relativo ai veicoli ad alta tecnologia di 
nuova costruzione, risiede nella saturazione degli stessi da parte di sistemi a 
controllo elettronico e caratterizzati da schemi proprietari, i quali rendono 
indispensabile l' intervento di tecnici specialistici autorizzati dalla casa 
produttrice.
Tale tendenza, riscontrabile in tutti i settori e in tutte le tipologie di veicoli 
commercializzati, tende a rendere più semplice e soddisfacente l' impiego da 
parte dell'utilizzatore finale.
In realtà trattasi di una rimozione di conoscenza e di capacità di intervento, 
da parte delle case produttrici, che danneggia gli stessi utenti e i tecnici terzi 
(coloro che non sono autorizzati alle riparazioni).
Troppo spesso, infatti, questi dispositivi vengono usati come mero tampone di 
soluzioni meccaniche mediocri come scorciatoia economica da parte del 
produttore, il quale si assicura che eventuali schemi di funzionamento e 
manuali operativi siano consultabili solo dai suddetti tecnici autorizzati.      
L'esperienza, infatti, dimostra che questo modus operandi nuoce gravemente 
alla durata della vita utile del veicolo poiché non vi è possibilità di opposizione 
al ciclo di obsolescenza programmata  e quindi i costi operativi complessivi, 
per il proprietario del veicolo, lievitano in modo consistente.
Inoltre, il conducente viene desensibilizzato dai numerosi filtri posti tra lui e la 
natura meccanica del veicolo, inducendolo a sottovalutare la responsabilità 
relativa alla conduzione del veicolo.
Io non rifiuto l' impiego di sistemi elettronici, a patto che essi siano utilizzati là 
dove vi sia una    evidente necessità che ne giustifichi l' aggravio in termini di 
peso e consumi energetici.
Nel mio progetto propongo, infatti, di impiegare componenti elettronici 
standard, dotati documentazione disponibile al pubblico al fine di facilitare 
l'impiego e la manutenzione del veicolo, ove indispensabile e, nel contempo, 
utilizzare ogni qual volta sia possibile soluzioni non proprietarie.
Un aspetto preoccupante, se non proprio allarmante, del mercato globale dei 
prodotti industriali è rappresentato dalla necessità che quanti più compratori 
possibile accettino il concetto del consumare un bene per poi gettarlo e 
sostituirlo in tempi brevi con uno tecnologicamente più o meno simile ma 
apparentemente nuovo e diverso.
In questo caso, viceversa, l' aspirazione è volta a realizzare un mezzo di 
trasporto originale, dotato di una forte personalità, capace di trascendere le 
mode e, se possibile, essere riconosciuto, negli anni a venire, alla stregua di 
classici come la Lada Niva o il Cessna 152.
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La concorrenza Caratteristiche peculiari Un veicolo, di qualsiasi tipo si tratti, sia che percorra la superficie terrestre o 
sia che voli  sopra ad essa, si trova ad incontrare una certa resistenza 
opposta dall'aria.
La resistenza aerodinamica rappresenta, quindi, un problema comune a tutti i 
veicoli che non  viaggino nello spazio al di fuori dell' atmosfera o al di sotto 
della crosta terrestre.
Un mezzo di trasporto individuale, ad uso, civile che non richieda l' utilizzo di 
infrastrutture speciali non può, quindi, in alcun modo, avventurarsi nello 
spazio al di fuori della terra o trivellare cunicoli nella roccia.
Una delle maggiori difficoltà che dovrò affrontare nello sviluppo del mio 
progetto consiste nella ricerca di modalità al fine  disturbare il meno possibile 
il flusso d' aria che si scontrerà con ciò che mi pongo come obiettivo di 
realizzare.
La maggioranza dei veicoli terrestri, da trasporto individuale si sposta ad una 
velocità media di circa 100 chilometri orari e raggiunge dai 500 ai 1000 
chilometri di autonomia con consumi che variano dai 4 ai 20 litri di carburante 
per percorrere 100 chilometri.
I velivoli di aviazione generale sportiva si spostano, invece, ad una velocità 
media di circa 200 chilometri all' ora con una autonomia che oscilla tra i 1000 
ed i 2000 chilometri, impiegando dai 15 ai 40 litri di carburante per percorrere 
gli stessi 100 chilometri.
Non prendo in considerazione le barche, gli aerei di linea e da affari o i mezzi 
militari poichè nessuna di queste categorie può essere ritenuta compatibile 
con l' utilizzo privato individuale.
Come si può notare esiste una certa linearità tra le prestazioni ottenibili 
tramite un veicolo terrestre in relazione a quelle fornite da uno aereo.
In realtà non è assolutamente da dare per scontato che il consumo orario e l' 
autonomia ottenibili aumentino in relazione lineare con la velocità di 
percorrenza. 
Se analizziamo più nel dettaglio le prestazioni ottenibili tramite i veicoli 
terrestri, scopriamo che l' efficienza complessiva decade in modo disastroso 
in relazione all' aumentare della velocità al di sopra della soglia dei 100 
chilometri orari.
Gli autoveicoli vengono costruiti in modo tale che siano abbastanza robusti e 
sicuri da resistere a sollecitazioni violente e far sopravvivere gli occupanti in 
caso di incidente,
Questo aspetto è responsabile del tremendo aumento di peso che ha avuto 
luogo ad ogni generazione successiva nello sviluppo dei sopra citati veicoli e, 
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quindi, della intrinseca inefficienza energetica.
Un veicolo caratterizzato dalla struttura pesante in grado di assorbire urti di 
elevata entità è una soluzione sicuramente efficace fino alla soglia di 50 
chilometri orari.
Al di sopra di essa le forze di inerzia che vengono prese in considerazione 
durante un eventuale incidente sono di ordine ben superiore rispetto a quanto 
una cellula in lamiera possa sopportare ed ogni aumento di peso va a 
gravare drammaticamente sugli occupanti all' interno.
Ciò significa che, per quanto la sicurezza passiva delle vetture sia stata 
migliorata, durante gli anni, mediante l' impiego di cinture di sicurezza con 
pretensionatore, dispositivi di airbag disposti nei punti di maggiore 
pericolosità e strutture ad assorbimento di urto programmate, un incidente 
che avviene al di sopra dei 50 chilometri all' ora può liberare forze 
assolutamente mortali.
Possiamo comprendere perchè esistano ancora oggi i limiti di velocità a 50 
chilometri orari e il motivo per il quale anche su autostrade dotate di elevati 
standard di sicurezza in molti paesi del mondo non sia possibile superare la 
apparentemente bassa velocità di 100 chilometri orari.
Un autoveicolo medio, pesante circa una tonnellata e mezzo, dotato di un 
motore a ciclo diesel da circa 2 litri di cilindrata, che viaggia alla velocità di 50 
chilometri all' ora su di una strada asfaltata, incontra una resistenza 
all'avanzamento piuttosto modesta.
Questa difficoltà nell' avanzare è causata per metà dal rotolamento dei 
pneumatici sulla superficie del manto stradale e, solamente, per l' altra metà 
risulta imputabile alla resistenza aerodinamica.
Lo spazio necessario ad eseguire una frenata di emergenza per arrestare 
completamente la marcia è contenuto in circa 10 metri ed il consumo orario, a 
velocità costante, si attesta a circa 4 litri per cento chilometri.  
Alla velocità di 100 chilometri di cento chilometri all' ora, invece, soltanto il 20 
percento della resistenza all' avanzamento è originato dalla resistenza di 
rotolamento dei pneumatici.
Un altro 10 per cento viene perso, sottratto dagli attriti meccanici interni 
aggravati proprio dal peso della automobile.
La restante percentuale relativa alla difficoltà di penetrazione è determinata 
dalla aumentata resistenza aerodinamica dovuta da un profilo e una sezione 
del corpo vettura fortemente inefficiente.
A questa velocità, lo spazio necessario per arrestare completamente il veicolo 
in una frenata di emergenza aumenta a 40 metri ed il consumo orario, a 
velocità costante, supera gli 8 litri per cento chilometri.
A 200 chilometri all' ora oltre il 90 percento della resistenza viene causata dai 
forti disturbi indotti nell'aria circostante dal corpo vettura in movimento.
Lo spazio di arresto in caso di frenata di emergenza si attesta ad oltre 160 
metri ed il consumo orario supera, in genere, i 30 litri per cento chilometri.
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Le considerazioni relative a questa velocità sono solo teoriche poichè un 
autoveicolo medio che tenti una frenata di emergenza si troverà a dover fare i 
conti con le asperità del manto stradale e l' effetto portante causato dalle 
turbolenze indotte nella parte posteriore della vettura.
Le asperità e le turbolenze possono facilmente far rimbalzare la vettura da 
una parte all' altra della strada fino a farla urtare, ribaltare, decollare e 
ricadere in una carambola dall' esito fatale.
Nel caso che l' automobile fosse dotata di un motore diesel, più efficiente del 
benzina di circa il 20 percento nel convertire il carburante in movimento, il 
consumo orario sarebbe stato di 2, 5 e 20 litri per cento chilometri 
rispettivamente alla velocità di 50, 100 e 200 chilometri orari.
Se al posto di una pesante autovettura fosse stata impiegata una ben più 
compatta motocicletta, il confronto tra la velocità e l'efficienza non sarebbe 
stato maggormente positivo.
Considerando che quasi tutte le auto moderne possono essere dotate di 
motori a ciclo diesel sovralimentati tramite turbocompressore ed, invece, la 
totalità dei motocicli viene, di fatto,  equipaggiata con gruppi termici a ciclo 
otto o persino a due tempi alimentati a benzina, possiamo comprendere che 
nel sopra citato confronto le prestazioni, sempre in rapporto al consumo, 
appaiono ancora di più a svantaggio dei motocicli.
A 50 chilometri orari la resistenza all' avanzamento è composta, in misura 
simile al caso dell' autoveicolo, per metà dall' attrito derivante dal rotolamento 
dei pneumatici e, per l'altra metà, dalla resistenza opposta dall'aria.
Un motociclo di medie dimensioni, pesante 200 chili, dotato di un motore di 
0,6 litri di cilindrata, andrà ad arrestarsi, a seguito di una frenata di 
emergenza, negli stessi 10 metri richiesti dalla autovettura e consumerà circa 
2 litri di benzina per 100 chilometri.
E' necessario considerare che nel caso si incontrino asperità stradali, il 
motociclo troverà molta più difficoltà ad arrestare la sua corsa a causa della 
ridotta superficie di contatto dell'unico pneumatico anteriore e della 
mancanza di sistemi antibloccaggio e antislittamento, ormai presenti nella 
maggioranza delle autovetture.
A 100 chilometri orari il motociclo incontrerà molta più resistenza opposta 
dall'aria e genererà molti più disturbi dei flussi aerodinamici rispetto ad una 
qualsiasi autovettura.
Ciò è dovuto alla forma del tutto inadatta, poco meglio se coperta da 
carenature,  a transitare ad alta velocità attraverso un fluido come l'aria.
Il consumo di carburante si attesta quindi a circa 6 litri per 100 chilometri; per 
quanto ciò possa sembrare un risparmio, rispetto all' esempio dell' 
autovettura,  preme sottolineare che il peso in ordine di marcia di questo 
veicolo è di ben 5 volte inferiore a quello dell'autovettura con la quale è stato 
posto a confronto.
Se, malgrado il dislivello in termini di peso, il risparmio possa sembrare 
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accettabile, non dimentichiamo che difficilmente sopra una moto si viaggia 
facilmente in due persone, mentre su di una autovettura è possibile sedere 
comodamente in quattro circondati da piacevoli dispositivi come l' aria 
condizionata e l' impianto stereo.
Parti come i parafanghi sporgenti, le ruote scoperte, le forcelle acuminate e la 
figura umana esposta senza alcuna protezione se non un cupolino in plastica, 
contribuiscono, tutti insieme, a rendere il motociclo avvolto da rovinosi 
mulinelli di aria fortemente turbolenta.
Si tratta, quindi, di scelta sciagurata in termini di efficienza aerodinamica e 
sicurezza di utilizzazione senza possibilità di appello.
Fin dagli anni '50, infatti, in molti hanno cercato di proporre motocicli 
caratterizzati da carenature estese volte a proteggere il guidatore e ad offrire 
molta più sicurezza, stabilità ed efficienza nei consumi.
Inutile dire che ogni volta questi tipi di carenature sono apparse, non sono 
state che osteggiate, derise e persino vietate dalle federazioni, probabilmente 
a causa di una mentalità che disprezza le più elementari norme di sicurezza 
fino a mancare di rispetto al valore della vita umana.
Ad accorta osservazione, dunque, si ripone una fiducia a dir poco eccessiva, 
considerando familiare e tranquillamente sicuro cio' che in realtà non lo è poi 
così tanto, nel sistema di trasporto terrestre su gomma basato su veicoli 
costruiti da gabbie di tubi e lamiere in acciaio.
Non ritengo necessario scendere nei dettagli, ma esistono prove che 
documentano episodi di accordi orditi dalle grandi case costruttrici di 
automobili al fine di svantaggiare e danneggiare, in svariati modi, i sistemi di 
trasporto collettivi basati su binari e navigazione per promuovere la diffusione 
di veicoli individuali.
Mentre può essere considerato innegabile una forte necessità, da parte delle 
masse di acquirenti, di dotarsi di carrozze a motore per assolvere alle 
necessità di spostamento, è altrettanto evidente che durante gli ultimi 
sessant' anni le masse siano state testimoni di  ben altro.
La comunicazione pubblicitaria ha ricercato molteplici strategie per 
convincere le masse di quanto  la motorizzazione su vasta scala fosse 
indispensabile e, non solo, si è persino impegnata in modo tale da far 
emergere il concetto che il valore della persona sia rappresentato in modo 
sostanziale in relazione a quale veicolo possiede e dalla frequenza con la 
quale essa si trovi ad impiegarlo.
Durante il boom economico degli anni '50 i paesi industrializzati hanno 
assistito ad un impressionante sviluppo delle infrastrutture stradali dedicate al 
trasporto individuale e commerciale su gomma.
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