Vela alare NPW5

25/02/2015

Una vela alare NPW5

5 Aprile 2005

L'ala di Francis Rogallo, modello NPW5

Il sistema di rientro del vettore Stratosfera prevede l'impiego di un paracadute direzionale pilotato dal computer di bordo, a sua volta comandato da un ricevitore GPS in grado di rilevare la posizione e di dirigere la discesa fino alla zona di lancio.

Il paracadute deve rispondere a dei precisi requisiti: deve essere adeguatamente direzionabile, in grado di apririsi in modo affidabile anche a velocita' sostenuta, deve offrire una buona efficienza e stabilita', deve essere leggero e compatto una volta ripiegato.

Sono state testate diverse configurazioni, tra cui un modello a cassoni alari e una vela da trazione.

Dopo varie sperimentazioni sono stati riscontrati dei problemi di stabilita' e ho deciso di cercare altre soluzioni.

Un'importante contributo mi e' stato dato da Marco Maffei, studente di ingegneria e appassionato di kite, che mi ha suggerito l'impiego della vela alare di Rogallo, conosciuta anche come NASA WING.
Mi ha fornito degli interessanti link dove trovare informazioni su questo tipo di ala e da questi ho scaricato un programma per il disegno della vela e il calcolo della brigliatura.
Lo potete scaricare qui: nasacalc.zip


Il risultato e' una vela da 4,8 metri quadrati in grado di sostenere un carico di diversi chilogrammi e farlo atterrare a velocita' di sicurezza.

La velatura e' stata realizzata con tessuto da spinnaker (Chickara, noto anche come "ripstop") da 42 grammi /mq, tagliato a caldo e cucito a macchina.

Le briglie, tagliate secondo i progetto generato dal programma, sono in Dacron da 60 libbre, mentre i cavi di comando sono in Dyneema da 250 libbre.

La storia della NASA WING

Francis Melvin Rogallo nacque il 27 Gennaio 1912 e lavoro' alla Nasa come responsabile delle ricerche nella galleria del vento.
Qui elaboro' il primo abbozzo della vela alare che oggi porta il suo nome, anche se fu osteggiato dai vertici dell'agenzia che non consideravano utili le sue ricerche.

Gli esperimenti furono svolti sulla spiaggia di Kitty Hawk nel Nord Carolina, la stessa che vide nascere il primo aereo dei fratelli Wright, 50 anni prima.
Sperimento' diverse configurazioni per testarne la validita' e negli anni 70 nacque la serie NPW, ideata per far atterrare le capsule Gemini.
Anche se i risultati furono incoraggianti, la NASA scelse poi il classico paracadute emisferico.

Rogallo e sua moglie (sua valida collaboratrice), anche se brevettarono la loro vela, non vollero mai sfruttare i diritti su di essa e permisero a chiunque di utilizzarla senza il pagamento di royalties.

Il mio prototipo

Ho scelto una superficie di quasi 5 metri quadrati basandomi sulla stima data dal mio programma per il calcolo dei paracadute, che stabiliva questa superficie idonea a far atterrare un carico di 4 Kg alla velocita' di 4,2 ms (corrispondente ad una caduta da 180 cm).

La vela alare alare in realta' ha un'efficienza superiore in quanto e' dotata di una componente orizzontale.

Le prime verifiche comparative con il classico paracadute emisferico hanno effettivamente confermato che la resistenza aerodinamica e' superiore nella vela NPW5. Sono in corso ulteriori test.

La costruzione

Per prima cosa e' necessario tagliare il tessuto secondo il disegno, lasciando un margine di 15 mm per lato, per poterlo cucire.

Il taglio a caldo serve per evitare lo sfilacciamento del bordo, e' possibile usare un saldatore elettrico con punta affilata.

La cucitura va fatta a macchina, prima con punto diritto e poi a zig-zag.

Sui bordi e nelle due cuciture interne, va incorporata una fune da 2 mm per rinforzare il punto di attacco delle briglie.

Il bordo d'entrata presenta 6 "cunei" che servono a curvare il profilo. Vengono trattenuti da 6 cimette annodate sul bordo (vedere foto).

Per annodare le briglie raccomando di usare il nodo detto "gassa d'amante", che pur essendo robusto e affidabile e' facile da sciogliere all'occorrenza.




Il disegno quotato

Il procedimento costruttivo, generato dal programma Nasa Wing