Avrocar disco volante americano

In questo articolo parleremo di un disco volante “americano”, e senza stare a scomodare l’incidente di Roswell oppure un complotto UFO. Il nome di questo “velivolo” era l’Avro Canada ZV-9-AV Avrocar, e fu sviluppato dall’azienda canadese Avro Canada con fondi militari statunitensi.

Un progetto portato avanti dall’azienda tra la fine degli anni cinquanta e l’inizio degli anni sessanta, e che aveva lo scopo di “esplorare” nuove tipologie di aeromobile (possibilmente ad altissime prestazioni) a decollo verticale.

Un progetto molto innovativo e per certi versi unico, che però non ebbe successo. Anzi! L’Avrocar non riuscì mai nemmeno lontanamente a raggiungere le prestazioni sperate, e per dirla tutta aveva anche enormi problemi a volare.

Un “binario morto” della storia dell’aviazione, ormai quasi dimenticato ma sicuramente curioso. E che andremo a conoscere meglio.

I predecessori dell’Avrocar

Il nostro Avrocar non fu il primo velivolo a forma discoidale progettato. I primi modelli con queste caratteristiche, infatti, risalgono alla fine degli anni trenta. Si trattava, più che altro, di sperimentazioni portate avanti dagli ingegneri per investigare nuove soluzioni aerodinamiche, in particolare che permettessero di decollare ed atterrare su piste corte (STOL).

I due Paesi innovatori in questo ambito furono, nemmeno a dirlo, Germania e Stati Uniti.

Stati Uniti

Il pioniere di questa formula fu un ingegnere statunitense della Vought, un certo Charles Zimmerman, che fin dagli anni trenta iniziò a progettare velivoli con ala discoidale. Un suo dimostratore, il Vought V-162, attirò l’attenzione delle forze armate, che finanziarono un dimostratore di tecnologia. Nacque così il Vought V-173, un velivolo che a vederlo probabilmente fece storcere il naso a parecchi piloti: realizzato in legno, aveva un’ala a forma di disco ed era spinto da due motori ad elica. Questo prototipo si dimostrò soddisfacente: aveva caratteristiche STOL e, soprattutto, volava (cosa che vista la forma non era così scontata).

Vought V-173
L’originalissimo Vought V-173 in volo: un “disco volante” ad elica. Fonte: Wikimedia Commons. Credits: autore sconosciuto, US Navy. US Public Domain

L’aviazione statunitense, soddisfatta, ordinò una versione potenziata, che fu chiamata Vought XF5U. piuttosto simile, aveva motori più potenti ed era costruito in metallo. Lo sviluppo andò piuttosto a rilento, e fu definitivamente interrotto nel 1948: non valeva la pena sprecare risorse per un velivolo ad elica quando erano disponibili i motori a reazione.

Germania

La formula discoidale ebbe estimatori anche nella Germania nazista. Nel 1938, un certo Arthur Sack presentò il progetto di un velivolo con queste caratteristiche, chiamato AS-1. Sack era un tipo molto particolare: un agricoltore con il passatempo delle invenzioni aeronautiche (da autodidatta). La sua idea comunque incuriosì parecchio i vertici della Luftwaffe (il generale Udet in particolare), che decisero di finanziare i suoi studi. Sack, quindi, si mise al lavoro e realizzò una serie di cinque velivoli chiamati AS e numerati, appunto, da 1 a 5. Cosa importante: non erano in grado di volare da soli. Si trattava, in pratica, di alianti oppure modelli statici per le prove aerodinamiche a terra.

La “svolta” arrivò con l’AS-6, un velivolo discoidale spinto da un motore ad elica. Non fu esattamente un successo: nonostante tutti gli sforzi dei collaudatori, non ci fu mai verso di farlo decollare. Al massimo, si riuscì a fargli fare qualche “salto” sulla pista, ma niente di più. Il progetto venne abbandonato nel 1944.

L’AS-6, però, lasciò un’eredità abbastanza importante. Probabilmente, infatti, fu anche grazie a questo velivolo che si sparse la voce, nel dopoguerra, che la Germania aveva realizzato futuristici dischi volanti, in grado di volare ad oltre 4.000 km/h.

Sack AS-6
Disegno del Sack AS-6. Questo velivolo non era in grado di volare, ma solo di effettuare dei piccoli “balzi” sulla pista. Il progetto venne abbandonato nel 1944. Fonte: Wikimedia Commons. Credits: Nuricom1. CC0 1.0

I velivoli a decollo verticale negli anni cinquanta

Le origini dell’Avrocar non hanno nulla di fantascientifico o particolarmente misterioso. Semplicemente, negli anni cinquanta, gli Stati Uniti erano piuttosto interessati a velivoli a decollo corto, o meglio ancora verticale (STOVL). Non era una moda, ma una necessità: nell’ipotesi di una guerra nucleare con l’URSS, infatti, c’era la possibilità che le basi aeree fossero in gran parte distrutte, ed occorrevano velivoli capaci di decollare lo stesso. Quindi, vennero presentati una serie di progetti riguardanti aerei a decollo corto, a decollo verticale oppure capaci di partire da zero grazie ad un razzo.

Oltre a questi, negli anni cinquanta la US Army era interessata ad un veicolo tattico capace di sollevarsi da terra: una sorta di “jeep volante”, in grado di trasportare qualche soldato ed un piccolo carico (tra rifornimenti ed armi). Nel 1956, fu avviato un concorso per scegliere un veicolo di questo tipo, che portò alla creazione di tre prototipi:

  • Chrysler VZ-6CH Aerial Platform
  • Curtiss-Wright VZ-7AP Aerial Jeep
  • Piasecki VZ-8P Airgeep (non è un errore, si scrive proprio così).

La VZ-8 era la migliore, ma il programma venne comunque cancellato a causa delle prestazioni insufficienti. Notare che tutti i veicoli/velivoli avevano la sigla VZ, che era quella utilizzata dalla US Army per i velivoli a decollo verticale sperimentali.

L’ambiente, dunque, era “maturo” per un’idea come quella dell’Avrocar.

Piasecki VZ-8P Airgeep
Il Piasecki VZ-8P Airgeep durante il suo primo volo, nel 1962. Immagine derivata da Wikimedia Commons. Credits: SDASM. CC0 1.0

Le origini del disco volante americano

L’Avrocar venne progettato da un ingegnere aeronautico inglese trapiantato in Canada, tale John Frost, che iniziò a lavorare con l’Avro Canada nel 1947. Tuttavia, la sua genesi è abbastanza complessa.

Il Gruppo Progetti Speciali e il “motore pancake”

Frost, fin da subito, iniziò a “spingere” per sviluppare un aereo a decollo verticale, un tipo di velivolo che, come abbiamo visto, all’epoca era molto richiesto. Nel 1952, intorno a lui, fu costituito un Gruppo Progetti Speciali (Special Projects Group – SPG) che si occupava, appunto, di ricerche sperimentali e riservate. Le attività svolte dal gruppo erano, nemmeno a dirlo, coperte dal massimo riserbo.

Praticamente da subito, Frost ed il suo SPG iniziarono a lavorare su un propulsore abbastanza particolare, chiamato “pancake”: un motore a turbina che aveva le componenti principali sistemate secondo uno schema circolare. Questo motore, per come era fatto, poteva essere l’ideale per un velivolo a decollo verticale.

Il team di Frost iniziò a progettare un velivolo VTOL ad altissime prestazioni. Chiamato Progetto Y, sulla carta avrebbe dovuto essere qualcosa di futuristico: un velivolo a forma di “punta” con una velocità al decollo di 100.000 piedi al minuto e capace di volare a 2.400 km/h! Praticamente, qualcosa di fantascientifico, e non solo per gli anni cinquanta…

Il progetto, inizialmente finanziato dal Governo canadese, venne poi cancellato a causa dei costi, che si preannunciavano improponibili.

Progetto Y
Modello del velivolo conosciuto come Progetto Y: futuristico ed immensamente costoso. Immagine derivata da Wikimedia Commons. Credits: Bzuk. Public Domain

Il Progetto Y-2 e il supporto americano

Frost ed il suo gruppo non si limitarono al Progetto Y. Contemporaneamente, infatti, il progettista britannico stava studiando una soluzione che gli permettesse di sfruttare le potenzialità del suo motore, unito al cosiddetto “effetto Coandă”. Di che si tratta?

Un flusso di fluido in movimento a contatto con una superficie curva tenderà a seguire la curvatura della superficie piuttosto che continuare a viaggiare in linea retta.

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Secondo Frost, la combinazione tra il motore pancake e questo effetto fisico avrebbe consentito di realizzare un velivolo a decollo verticale ad altissime prestazioni, sempre che si fosse trovata la giusta formula aerodinamica. Quindi, iniziò a lavorare su aeromobili di forma discoidale, che per lui erano l’ideale: secondo i suoi calcoli, infatti, questa formula aerodinamica sarebbe stata efficace sia a velocità subsonica, sia supersonica. Insomma, l’uovo di Colombo!

Questo velivolo prese il nome di Progetto Y-2. Ora servivano “solo” i soldi per portarlo avanti.

Avrocar e Y-2
L’Avrocar ed il Progetto Y-2 (quello grande, a destra). Fonte: Wikimedia Commons. Credits: Bzuk. Public Domain

L’occasione arrivò alla fine del 1953, quando una delegazione di esperti dell’esercito statunitense visitò gli stabilimenti Avro. Frost colse l’occasione per una “deviazione” e portò gli americani nel suo laboratorio per mostrargli alcuni progetti (molti dei quali non li conosceva nemmeno il management dell’azienda).

Il progettista “spinse” particolarmente sui velivoli discoidali, esaltandone le caratteristiche. L’Y-2 colpì positivamente la delegazione americana, ed arrivarono i finanziamenti. Nel 1957, il progetto prese il nome di Weapon System 606A.

I problemi dell’Y-2

Prima di tutto, due parole sui nomi. Questo primo progetto di velivolo discoidale era noto internamente come Y-2, ma successivamente ricevette il nome interno di Progetto 1794. Contemporaneamente, con l’arrivo dei fondi statunitensi, ricevette la designazione di Weapon System 606A. Tuttavia, Frost ed il suo gruppo continuarono ad utilizzare la designazione interna, ovvero Progetto 1794.

Comunque lo si voglia chiamare, l’Y-2 sulla carta era formidabile: in base agli studi condotti con modellini nella galleria del vento, sarebbe stato capace di raggiungere velocità di mach 3.5 (4.200 km/h, più o meno) a 30.000 metri di quota! Qualcosa, va detto, che non è stato raggiunto nemmeno oggi.

Nella galleria del vento, dunque, tutto era perfetto. Il piccolo problema era che il velivolo ancora non volava. O meglio, nemmeno esisteva!

La cosa essenziale, nemmeno a dirlo, era il motore: ne occorreva uno particolarmente potente, così da permettere al disco volante di raggiungere le prestazioni sperate. Frost ed il suo gruppo si misero al lavoro su un propulsore apposito, basato sulla filosofia del “motore pancake” di cui abbiamo parlato prima.

Ovviamente, il motore (chiamato PV-704) non funzionò: tra perdite di carburante ed incendi, divenne chiaro che qualcosa non andava. Il “colpo di grazia” arrivò nel 1956, quando mancò poco che l’ennesimo incidente finisse in tragedia.

Frost, quindi, decise di ridimensionare le sue ambizioni: prima di partire con il velivolo definitivo, occorreva un dimostratore di fattibilità, qualcosa di funzionante che per mettere a punto le varie tecnologie (tutte fortemente innovative).

La nascita dell’Avrocar

Nel 1958, Frost avviò i lavori su qualcosa di più piccolo, un banco prova per sviluppare le tecnologie necessarie al Progetto 1794. L’occasione arrivò con il programma statunitense di cui abbiamo parlato all’inizio: le “jeep volanti”, ovvero i veicoli tattici capaci di sollevarsi da terra. Frost, quindi, presentò un progetto chiamato Avrocar, che avrebbe avuto un duplice scopo:

  • realizzare un banco prova funzionante per il Weapon System 606A;
  • concorrere per il programma relativo alla jeep volante.

Le forze armate americane erano molto interessate a questo tipo di mezzi, e quindi il progettista inglese non ebbe difficoltà a ricevere i fondi. L’esercito statunitense battezzò questo velivolo con il nome di VZ-9-AV.

  • VZ era la classificazione utilizzata per le altre jeep volanti, ed in generale per tutto ciò che di sperimentale era stato prodotto a decollo verticale;
  • AV stava per Avro (una cosa unica nella nomenclatura americana).

Complessivamente, ne furono realizzati due prototipi, con il primo che iniziò le prove nel 1959.

Avrocar a colori
Splendida foto a colori dell’Avrocar, il disco volante americano. Fonte: Wikimedia Commons. Credits: Bzuk. Public Domain

Tecnica dell’Avrocar

Descrizione tecnica

L’Avrocar era, ovviamente, a forma di disco. Un disco piuttosto piccolo, di cinque metri di diametro e alto poco più di uno. Interamente realizzato in alluminio, aveva un peso che variava tra i quasi 1.400 kg a vuoto ed i 2.500 al decollo.

Capitolo propulsione. L’Avrocar era alimentato da tre motori a reazione Continental J69-T-9, ognuno con un serbatoio di carburante e sistemi vari autonomi (solo successivamente era prevista la realizzazione di un sistema di controllo ed alimentazione unico). I tre motori erano montati “distesi” su una struttura interna a forma di triangolo equilatero, al centro del quale vi era un rotore. I gas prodotti dai propulsori alimentavano questo rotore, che li convogliava in una serie di tubi e vani posti sotto al velivolo. In questo modo, l’Avrocar riusciva sia a sollevarsi, sia a cambiare direzione durante il volo.

L’equipaggio era di due elementi, un pilota ed un osservatore. Questi erano sistemati in altrettanti posti, separati e dotati di tettucci trasparenti a forma di cupola.

Schema Avrocar
Schema costruttivo dell’Avrocar. Fonte: Wikimedia Commons. Credits: William “Bill” Zuk. Public Domain

Prestazioni

Veniamo ora alla parte dolente, che poi fu quella che determinò la fine del programma: le prestazioni.

In teoria, secondo i calcoli di Frost, l’Avrocar avrebbe dovuto avere una velocità massima di 480 km/h, un’autonomia di 1.600 km ed una quota operativa massima di 3.000 metri.

In realtà, le cose non andarono come previsto: la velocitò massima raggiunta fu di 56 km/h e l’autonoma di 127 km, il tutto senza sollevarsi da terra per più di un metro (91 centimetri, ad essere precisi)!

Infatti, se i piloti provavano a “spingere” un po’ di più, il velivolo diventava fortemente instabile, e molto pericoloso per gli occupanti.

Avrocar in fabbrica
Un Avrocar in costruzione. Complessivamente vennero realizzati due prototipi. Fonte: Wikimedia Commons. Credits: Bzuk. Public Domain

Le prove e la fine del programma

L’Avrocar volò per la prima volta il 12 novembre 1959. I problemi si palesarono immediatamente, e quindi Frost ed il suo gruppo si misero al lavoro per cercare di risolverli.

Va detto che gli interventi effettivamente migliorarono le prestazioni del velivolo, che raggiunse le prestazioni riportate nel paragrafo precedente. Tuttavia, di fondo c’erano due questioni di difficile risoluzione.

  • L’aerodinamica. La formula a disco, per come l’aveva concepita Frost, era intrinsecamente instabile ed inadatta a raggiungere alte velocità.
  • La potenza dei motori si rivelò inferiore a quanto previsto, a causa del modo in cui erano montati.

A tutto questo, occorre aggiungere che il velivolo era altamente instabile se si sollevava a più di un metro da terra. Praticamente, poteva essere usato solo vicino al suolo, esattamente come un hovercraft o un ekranoplano.

Viste le prestazioni, le forze armate statunitensi decisero di interrompere il programma, e la stessa formula “a disco volante” non fu più riproposta.

Avrocar in volo
L’Avrocar durante le prove. Notare la scarsissima quota di volo raggiunta: meno di un metro. Il progetto, alla fine, venne interrotto a causa delle scarse prestazioni. Fonte: Wikimedia Commons. Credits: USAF. US Public Domain

Eredità dell’Avrocar

Cosa resta oggi dell’Avrocar? Beh, prima di tutto, i due prototipi. Sembra incredibile, ma entrambi sono sopravvissuti fino ai giorni nostri, e si possono ammirare in altrettanti musei negli Stati Uniti:

  • U.S. Army Transportation Museum a Fort Eustis, Virginia;
  • National Museum of the United States Air Force a Dayton, Ohio.

Ma come mai un aereo costruito in Canada da un’azienda canadese è finito negli Stati Uniti? Semplice: gli americani avevano finanziato il programma ed alla fine pretesero i prototipi. Comunque, in Canada se ne può ammirare una fedelissima copia realizzata nel 2002, presso il the Western Canada Aviation Museum a Winnipeg nel Manitoba.

Ma l’Avrocar ha avuto anche degli sviluppi “tecnologici”. Infatti, se la formula discoidale è stata abbandonata (il “binario morto” di cui parlavo all’inizio), alcune soluzioni tecniche erano comunque valide: il progettista Frost depositò una lunga serie di brevetti in Canada, Gran Bretagna e Stati Uniti per tutelare il suo lavoro. Il contributo più importante, probabilmente, furono gli studi e le tecnologie relative al decollo/atterraggio verticale con un reattore, che sono alla base di un po’ tutti gli aerei VTOL moderni con motore a reazione.

Un fallimento, certo, ma con una sua utilità. E che ci ha lasciato in eredità, tra le altre cose, un velivolo stranissimo ed unico nella storia dell’aviazione.

Avrocar in azione
Rappresentazione “di fantasia” di una coppia di Avrocar in azione. Questo velivolo non entrò mai in servizio, e soprattutto non fu mai installato l’armamento a bordo. Fonte: Wikimedia Commons. Credits: Bzuk. Public Domain

Video

Dettagli tecnici

  • Progettista: John Frost
  • Costruttore: Avro Canada
  • Tipologia: velivolo sperimentale a decollo verticale
  • Primo volo: 12 novembre 1956
  • Ingresso in servizio: programma interrotto nel 1961
  • Esemplari costruiti: 2
  • Diametro: 5,5 m
  • Altezza: 1,07 m
  • Superficie alare: 23,6 mq
  • Peso massimo al decollo: 2.522 kg
  • Propulsione: 3 turbojet Continental J69-T-9 da 2,9 kN l’uno
  • Velocità massima: 56 km/h
  • Autonomia: 127 km
  • Tangenza: 0,81 m
  • Armamento: nessuno
  • Equipaggio: 2

Fonti

(immagine di copertina derivata da Wikimedia Commons. Credits: USAF. Public Domain)