Avere un record mondiale permette ai progettisti di aeroplani di carta di possedere squadre di calcio e sposare ereditiere russe del petrolio. E secondo l’ingegnere aerospaziale e detentore del record Ken Blackburn, è necessario padroneggiare solo tre cose nella ricerca della gloria degli aerei di carta: buone pieghe, un buon lancio e un buon design.
Sottolineiamo le prime due in due parole: Le buone pieghe sono estremamente nitide, riducendo il profilo dell’aereo e quindi la sua resistenza. Inoltre rendono l’aereo perfettamente simmetrico. E un buon lancio significa cose diverse per aerei diversi (entreremo nelle specifiche più tardi), ma per un tentativo di record mondiale, si usa un lancio stile baseball per lanciare l’aereo dritto verso l’alto, il più in alto possibile – c’è un video del lancio di Blackburn al Georgia Dome e il successivo volo da record mondiale di 27,6 secondi online su paperplane.org.
Ora passiamo al design, dove risiede la vera geekery degli aerei di carta.
“Le ali lunghe e rettangolari sono per velocità lente e lunghe planate, e le ali corte e arretrate sono per alte velocità e manovrabilità”, ha detto Blackburn, quando lo intervistai per il mio libro, Brain Trust. Lo si può vedere nella differenza tra il condor e la rondine. Il primo è ottimizzato per l’impennata lenta, mentre il secondo – supponendo una rondine europea senza carico – è ottimizzato per immersioni e tuffi veloci. Si possono anche vedere queste ali a prua sulla navetta spaziale, e poiché queste ali ad alta velocità hanno pochissima portanza alle basse velocità, la navetta ha bisogno di mantenere un aggressivo angolo di attacco verso l’alto anche durante l’atterraggio. Un Cessna ad ali dritte può atterrare quasi in piano sulla pista.
Queste ali triangolari hanno certamente uno scopo nel design degli aerei di carta. “Io stesso faccio aerei a punta”, dice Blackburn. “Sembrano certamente più fighi, e se stai solo lanciando un aereo di carta dall’altra parte della stanza, potresti anche avere qualcosa che sembra figo.”
Ma un aereo da record mondiale ha bisogno sia della capacità di agire come un dardo durante il lancio, sia come un aliante dopo che si livella – un equilibrio difficile. “La gente non si rende conto di quanto disperatamente mi piacerebbe piegare il mio aereo nel modo lungo”, dice Blackburn, che gli permetterebbe di fare le ali dal lato da 11 pollici piuttosto che da 8,5 pollici della carta. Ma finora non è stato in grado di trovare un progetto che abbia sia ali lunghe che la capacità di sopportare la forza del lancio di quasi 60 mph.
La forma delle ali definisce anche altri aspetti del progetto.
“Per un’ala rettangolare, o quasi rettangolare, il centro di gravità dovrebbe essere un quarto della distanza dalla punta alla coda”, dice Blackburn, “ma per un aereo con ali triangolari, il centro di gravità dovrebbe essere proprio nel punto medio”. Fondamentalmente, questo è perché la portanza aggiuntiva di un’ala rettangolare richiede un peso aggiuntivo nella parte anteriore per evitare che l’aereo tiri subito il naso all’insù e si capovolga invece di volare. “Più avanti è il vostro centro di gravità, più il vostro aereo si comporta come una banderuola”, dice Blackburn. Ma non si vuole appendere un’incudine dal naso – questo annullerebbe l’effetto della portanza. Quindi il design ottimale è un equilibrio tra stabilità e portanza.
Matematicamente, significa che in un aereo ad ali quadrate, è necessario esattamente la metà del peso dell’aereo proprio davanti sul naso per far sì che il centro di gravità completo si trovi un quarto della strada indietro. Per esempio, nell’aereo super-semplice fatto piegando multiplamente il lato di 8.5″ di un pezzo di carta e piegando le ali, vorresti piegare esattamente la metà della carta nel bordo d’entrata dell’aereo.
Ricreativamente, puoi regolare il centro di gravità del tuo aereo di carta con una graffetta. Una graffetta aiuta anche a garantire che il centro di gravità del vostro aereo rimanga sotto l’ala, sulla fusoliera, rendendo il vostro aereo stabile sul lato destro. Ma le regole del record mondiale non permettono alcuna aggiunta alla carta, quindi è necessaria una piegatura creativa. Invece di aggiungere una zavorra aerodinamicamente vantaggiosa, piegate le vostre ali leggermente verso l’alto, in modo che quando si guarda direttamente il naso dell’aereo, la fusoliera e le ali formino la lettera “Y”, non la lettera “T” (ali orizzontali) e certamente non come una freccia rivolta verso l’alto o un albero di Natale a tre linee (ali angolate verso il basso).
Blackburn piega anche delicatamente il bordo d’uscita dell’ala per rendere il suo dardo lanciabile un po’ più simile ad un aliante una volta che si livella. Flap-up significa che l’aria spinge verso il basso sul bordo d’uscita, ruotando leggermente l’aereo intorno al suo centro di gravità e mantenendo il naso in alto. Come la navetta spaziale, che è costretta ad atterrare con il naso in alto nell’aria, un maggiore angolo di attacco crea una maggiore portanza (fino a quando non fa capovolgere l’aereo).
Nota tutte queste caratteristiche di progettazione nei piani dell’aeroplano di carta record mondiale di Blackburn, mostrato sopra. Ma notate anche che ci potrebbe essere un margine di miglioramento – è possibile allungare le ali pur consentendo un lancio simile a un dardo? Se è così, il record mondiale di aeroplano di carta e tutta la sua gloria potrebbero essere tuoi.
