L’invenzione dell’idroplano: Forlanini e il primo prototipo di aliscafo

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ARGOMENTO: SVILUPPO DELLA NAUTICA
PERIODO: XX SECOLO
AREA: DIDATTICA
parole chiave: idroplani, aliscafi

Li abbiamo visti sfrecciare sul mare e qualche volta li abbiamo usati per raggiungere le isole minori. Quello che molti non sanno è che quelle strane imbarcazioni che sembrano volare sul mare, gli aliscafi, ebbero un inventore italiano, Enrico Forlanini.

Milanese di origine, fratello del più noto pneumologo Carlo, due volte candidato al Nobel, fu un ufficiale del Regio Esercito italiano, geniale inventore, pioniere dell’aviazione, ingegnere e imprenditore. Una delle menti scientifiche più brillanti dell’epoca le cui realizzazioni possono essere viste al Museo del Genio di Roma.

Enrico Forlanini, ingegnere italiano e pioniere dell’aviazione. Enrico Forlanini.jpg – Wikipedia

Enrico Forlanini, nel 1898, iniziò a lavorare sugli studi del parigino Emmanuel Denis Farcot (del 1869) per sviluppare un mezzo navale innovativo. Nacque così il primo progetto di idroplano che suscitò da subito grande interesse sia in Gran Bretagna che negli Stati Uniti. Non fu però il solo: tra il 1899 ed il 1901, l’inglese John Thornycroft sviluppò una serie di modelli “a singola ala” da cui derivò, nel 1909, la Miranda III, considerata la progenitrice delle imbarcazioni di questo tipo. Nel 1906, il celebre inventore scozzese Alexander Graham Bell, sulla base di un articolo scientifico americano sui principi di funzionamento degli aliscafi, iniziò a sviluppare un suo progetto con il suo capo ingegnere Casey Baldwin. Gli studi di Forlanini dovettero certamente essere un battistrada in quanto Bell e Baldwin si incontrarono con l’inventore italiano nel 1911, per effettuare una prova in mare sull’aliscafo sviluppato dall’italiano. In seguito, la marina militare statunitense finanziò Bell per sviluppare un suo modello che fu denominato HD-4. Il 9 settembre 1919, l’HD-4 ottenne il record mondiale di velocità su acqua di ben 114 km/h, un record che restò imbattuto per due decadi. La limitazione era dovuta ad un fenomeno che i due ingegneri non avevano ancora ben compreso: la cavitazione.

Torniamo a Enrico Forlanini
La sua attività pionieristica, nel nascente settore aeronautico, fu particolarmente significativa. A lui si devono importanti studi nell’ambito dello sviluppo degli elicotteri, dei dirigibili (ideò una navicella di comando solidale con l’involucro per ridurre la resistenza aerodinamica) e sul primo utilizzo pratico di getti d’aria compressa per il controllo direzionale di un aeromobile (un metodo che sarebbe stato applicato postumo, nel 1931, nel dirigibile Omnia Dir). Tutto era iniziato nel 1870, l’allora giovane tenente Enrico Forlanini utilizzò le officine del Genio Militare di Casale Monferrato per i suoi studi sulle eliche, sviluppando il primo prototipo di un elicottero. Sette anni dopo, nel 1877, il messo si alzerà con successo fino ad un’altezza di 13 metri nei Giardini pubblici di Milano, compiendo un breve volo controllato, concluso da una lenta discesa.

Idroplano
Lo ricordiamo oggi per l’invenzione dell’idroplano, un progenitore dell’aliscafo. Il mezzo navale fu messo a punto in una grande vasca idrodinamica in cui Forlanini aveva precedentemente sperimentato il comportamento nei fluidi su diversi profili di ali e carene. Questo mezzo, una volta in velocità, si sollevava sulle acque ed utilizzava, come gli aerei a più ali sovrapposte (biplani e triplani) in uso all’epoca, un complesso di ali parallele di grandezza decrescente che favorivano la portanza. 

il modello di idroplano sul lago Maggiore c.a. 1907, foto originariamente pubblicata sulla “Rivista TCI”, disponibile su www.aerei-italiani.net – Forlanini Idroplano-Forlani Hydrofoil 1910.jpg – Wikimedia Commons

Il primo prototipo di idroplano fu varato nel 1905, propulso da un motore a scoppio da 25 CV. Non soddisfatto delle prestazioni, Forlanini adottò un motore a vapore da 75 CV, e, nel 1910, uno da 100 CV, con una serie di piccole “alette” montate una sopra l’altra come i pioli di una scala su quattro supporti ai lati dello scafo. Le prime dimostrazioni furono effettuate sul Lago Maggiore e nel Tirreno, davanti a Fiumicino.

Gli esperimenti ebbero pieno successo
Con l’aumento della velocità, lo scafo si sollevò sempre di più, riducendo la resistenza all’avanzamento. A parità di potenza, l’idroplano di Forlanini superò i 40 nodi a fronte dei 25–30 nodi massimi di un tradizionale scafo planante. Il mezzo fu brevettato ma rimase a livello accademico e solo negli anni Cinquanta mezzi simili cominciarono ad essere impiegati nelle acque interne degli Stati Uniti. Da allora molte le applicazioni in campo civile e militare.

Una delle ultime è ancora una volta italiana
Nel 2016, è stato varato in Italia l’aliscafo più capiente al mondo, con 350 passeggeri, il Gianni M, realizzato dal “Consorzio di ricerca per l’innovazione tecnologica Sicilia Trasporti Navali, commerciali e da diporto“, in collaborazione con il dipartimento di Ingegneria dell’Università di Palermo, l’Università di Messina e l’Istituto di Tecnologie Avanzate per l’Energia (ITAE) del Consiglio Nazionale delle Ricerche e realizzato nei Cantieri HSC Shipyard di Trapani. Molte le caratteristiche innovative, come l’uso di pannelli fonoassorbenti per abbattere la rumorosità, riduzione del peso dello scafo ed un nuovo sistema di ali ad alta efficienza idrodinamica che potranno offrire ai passeggeri un migliore comfort, oltre a minori consumi e maggiore velocità (35 nodi), pannelli fotovoltaici installati sul ponte per produrre energia elettrica per i servizi di bordo, ed un nuovo sistema di trasmissione del moto all’elica per ridurre le vibrazioni. Un nuovo prodotto di eccellenza del genio italico.

Qual è il principio dell’aliscafo?
Grazie ad una carena dotata di ali portanti sommerse, si otteneva il sollevamento del mezzo sopra la superficie dell’acqua con notevoli vantaggi; il mezzo navale diventava più maneggevole, più stabile e, soprattutto, aveva un minore consumo energetico a parità di velocità. L’aliscafo è di fatto un’imbarcazione che immersa in un liquido è mantenuta a galla, secondo il noto principio di Archimede, dalla spinta idrostatica. Se all’imbarcazione, viene associato un sistema propulsivo, a motore, lo scafo, grazie alla portanza di particolari superfici immerse (idroali), può emergere sfruttando la portanza che si oppone alla forza peso. In pratica, alle basse velocità, l’aliscafo si comporta come un’imbarcazione convenzionale. Man mano che la velocità aumenta, la pressione dell’acqua sotto le sue ali, unita alla depressione che si forma sopra le stesse, genera una forza di portanza opposta al peso del mezzo che causa la completa fuoriuscita dello scafo dall’acqua. Le uniche parti che rimangono immerse, oltre naturalmente alle idroali, sono l’elica e l’eventuale timone di direzione. Questo comporta che, essendo lo scafo del tutto sollevato, la sola resistenza che si oppone al moto dell’imbarcazione sarà quella prodotta dalle idroali per cui l’aliscafo può raggiungere velocità notevoli a fronte di un moderato dispendio energetico.

Agli studi di Forlanini dobbiamo tante applicazioni in campo nautico; non ultime le fantastiche barche da competizione e le moderne tavole a vela (Hydrofoil) che hanno ottime capacità di bolina grazie alla loro grandi pinne. Chissà cosa ne penserebbe quel visionario ufficiale del Regio Esercito italiano, appassionato di aereonautica, che per primo ideò l’idroplano.  

Andrea Mucedola

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