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Il dirigibile

Il dirigibile (o aeronave) è un aeromobile che si sostenta grazie alla spinta di un gas più leggero dell'aria, galleggiando, secondo il principio di Archimede, in base al volume di aria spostata, allo stesso modo di palloni e mongolfiere, e che si muove spinto da motori come gli aerei. Nei dirigibili dunque i motori hanno prevalentemente una funzione propulsiva e non anche una di sostentazione come nel caso degli aeroplani. Un dirigibile a cui si fermino contemporaneamente tutti i motori non cade ma si muove spinto dal vento come un pallone libero (vedremo più avanti una parziale eccezione a questa regola).

Un dirigibile è costituito da
- un involucro destinato a contenere il gas (o le celle del gas)
- una "gondola" e i vani per l'equipaggio e il carico
- uno o più motori
- gli impennaggi necessari per stabilizzare la traiettoria e consentire la manovra del dirigibile in movimento

I gas di sostentazione possono essere:

- l'idrogeno: solleva molto (circa 1,1 kg per mc), costa poco, è infiammabile
- l'elio: solleva molto (circa 1 kg per mc), costa molto, non è infiammabile
- l'aria calda: solleva poco (circa 0,3kg per mc) costa poco, non è infiammabile

La regolazione della quota può essere effettuata:
- in modo statico mediante sgancio di zavorra (per salire) o fuoruscita di gas (per scendere) o mediante variazioni di temperatura del gas
- in modo dinamico attraverso l'azione delle superfici di governo o la spinta di eliche orientabili

Tipologie di dirigibili

a. Flosci o "Blimp" o anche "non rigidi": l'involucro mantiene la sua forma soltanto grazie ad una leggera sovrapressione del gas rispetto all'atmosfera esterna (fondamentale l'uso dei "ballonet", uno o più palloni pieni d'aria all'interno dell'involucro, il cui volume si modifica per compensare le naturali oscillazioni di volume del gas dovute a variazioni di pressione o temperatura). La gondola, su cui si trovano motori ed eliche, è "appesa" direttamente all'involucro. Di solito di dimensioni piccole o medie (fino a 10.000 mc negli anni '30). I considerevoli progressi nei materiali nei decenni successivi hanno permesso a questo tipo di dirigibili di raggiungere dimensioni ragguardevoli (42.000 mc per 125 mt di lunghezza nel '58).

b. Semirigidi: l'involucro mantiene la forma in parte per sovrapressione, in parte grazie ad una "trave" che va da prua a poppa, e che funge da supporto per la gondola, il carico i motori e gli apparati. Il semirigido, concepito dai francesi (Lebaudy - Julliot) fu sviluppato dalla "scuola italiana" (semirigidi erano il "Norge", l'"Italia", il "Roma", il più grande semirigido mai costruito). Questa formula era tipica di aeronavi di medie dimensioni (fino a 30 - 40.000 mc). Recentemente il progresso dei materiali e delle tecnologie costruttive ha permesso di progettare un gigantesco dirigibile semirigido da trasporto (CL 160 Cargolifter) da 550.000 mc di volume e 260 m. di lunghezza (rimasto ancora allo stadio di progetto per difficoltà finanziarie della società produttrice). Semirigido è anche lo "Zeppelin NT", attualmente 3 esemplari in servizio per voli turistici.

I dirigibili flosci e semirigidi sono detti anche "dirigibili a pressione" per il fatto che in entrambi i tipi la stabilità di forma è assicurata dalla pressione del gas.

 

c. Rigidi: a differenza dei flosci e dei semi rigidi, nei rigidi la stabilità di forma del dirigibile è assicurata da una intelaiatura completa da prua a poppa realizzata in materiali leggeri (leghe di alluminio, legno, oggi si farebbe largo ricorso a nuovi materiali come la fibra di carbonio) a cui sono collegati i motori, la gondola, i vani di carico, gli impennaggi, e su cui è teso l'involucro. Il gas è contenuto in numerose celle distribuite all'interno del telaio. La formula (Zeppelin) ha permesso di raggiungere le massime dimensioni finora raggiunte per questo mezzo (fino a 200.000 mc di volume e 250 mt di lunghezza) e le massime velocità (140 kmh). Nei rigidi (ma anche nei semirigidi) è inoltre possibile una miglior distribuzione dei carichi e in particolare la più idonea collocazione dei motori.

 

Kubicek AV2d. Una recente variante dei dirigibili flosci sono i dirigibili ad aria calda che applicano al dirigibile il principio della mongolfiera usando come gas di sostentazione aria portata ad alta temperatura (nella foto "Kubicek AV2"). Si tratta di dirigibili che hanno un costo significativamente più basso dei dirigibili a elio (ma anche prestazioni più modeste).

e. Un'ulteriore variante, (che riguarda, al momento, mezzi che non hanno ancora superato la fase del progetto o del prototipo) è quella dei dirigibili "ibridi", in cui il sostentamento è in parte statico (gas), in parte dinamico (eliche e idonea forma dello scafo come negli aerei o rotori ad asse verticale come negli elicotteri).

Le infrastrutture

Le operazioni dei dirigibili non necessitano di aeroporti ma richiedono strutture a terra che variano moltissimo in base alle dimensioni e alle caratteristiche dei dirigibili oltre che alla funzione dell'infrastruttura (sosta o ricovero).

Si va da strutture minime utilizzabili semplicemente per carico/scarico e rifornimento, che si possono limitare ad un pilone di ormeggio, un'area relativamente sgombra da ostacoli e poco altro, fino a strutture che consentono il ricovero dei mezzi e la loro manutenzione (hangar di grandi dimensioni e officine).

 

Dirigibili molto piccoli, blimp ad elio o ad aria calda, possono accontentarsi di basi mobili, montate su camion, su cui si possono riporre i mezzi sgonfiati alla fine della missione (nella foto lo Skyship 600B).

Caratteristiche pecu-liari presentano le procedure di atterraggio che per i grandi dirigibili degli anni 30 prevedevano l'utilizzo di squadre di decine (talvolta centinaia) di uomini per le manovre a terra. Successivamente si sono introdotte dosi crescenti di automazione. Oggi, per i dirigibili (non grandissimi) attualmente in servizio, sono sufficienti pochi uomini.

 

I punti di forza e i punti di debolezza

Come ogni altro mezzo, il dirigibile presenta caratteristiche specifiche che lo rendono più o meno idoneo ai diversi tipi di impiego.

Fra gli aspetti positivi possiamo citare

- la possibilità di procedere a basse velocità o di fermarsi in volo
- la possibilità di decollo verticale o molto corto
- i bassi consumi di carburante
- la ridotta rumorosità
- la possibilità di operare su superfici non preparate o sull'acqua
- l'abbondanza di spazio a bordo
- la grande o grandissima autonomia (in km e/o in tempo di permanenza in aria)
- la possibilità di trasportare carichi molto pesanti e/o ingombranti

Fra i limiti:

- le velocità non elevate (non superiori ai 150 kmh)
- la sensibilità alle perturbazioni atmosferiche (soprattutto al vento)
- le grandi dimensioni rispetto al carico (la capacità di carico è funzione del volume di gas contenuto)
- il costo elevato degli hangar
- la dimensione degli equipaggi in volo e a terra

Non abbiamo riportato fra i limiti la sicurezza perché non risulta evidente che il dirigibile storico sia stato un mezzo particolarmente pericoloso e perché con le attuali tecnologie è possibile che il dirigibile moderno possa avere la sicurezza fra i suoi punti di forza.

Una riflessione sulle potenzialità del dirigibile nel XXI secolo non può non tener conto degli innumerevoli avanzamenti scientifici e tecnologici che si sono prodotti nei decenni che ci separano dall'età d'oro dei dirigibili e che hanno fortemente ridimensionato alcuni dei limiti più significativi del mezzo, basterà ricordare fra gli altri:

- il miglioramento delle previsioni meteo e la miglior comprensione dei fenomeni meteorologici che riduce sostanzialmente le possibilità per un dirigibile di imbattersi in perturbazioni impreviste e consente di tracciare la rotta disponendo di mappe dell'atmosfera aggiornate in tempo reale.
- l'applicazione dei computer alla progettazione delle strutture. Possibilità preziosa soprattutto per i grandi dirigibili
- la miniaturizzazione degli apparati e i nuovi materiali che consentono di ridurre il peso della struttura e di aumentare corrispondentemente la quota di carico pagante
- l'automazione e la robotica che possono comportare importanti riduzioni del personale necessario sia in volo che a terra

Si deve infine tener conto che le caratteristiche positive o negative di un mezzo o di una formula sono essenzialmente tali rispetto agli impieghi ipotizzati. E' solo in relazione a tali impieghi che si possono definire i confini di competitività dei vari mezzi e più in generale delle varie soluzioni.

Quella che è una qualità positiva per un'applicazione, può essere irrilevante o addirittura negativa per una diversa applicazione, ad esempio la velocità, importante per i trasporti diventa meno positiva o addirittura negativa per missioni come la pubblicità, l'osservazione o il soccorso aereo.

 

Aggiornato il 25 luglio 2017 © 2004 Marco Calcaterra