Perché vola un aeroplano di carta?

Un foglio piegato non ha motore, non ha elica, non ha pilota. Eppure attraversa la stanza. Dentro quel volo di tre secondi ci sono le stesse quattro forze che tengono in aria un Boeing — e un simulatore qui sotto per giocarci.

Le quattro forze

Su un aereo in volo agiscono sempre quattro forze. Il peso lo tira verso il basso: è la gravità, e non si spegne mai. La portanza lo spinge verso l'alto: nasce dall'aria che scorre sopra e sotto le ali. La spinta lo fa avanzare: in un aereo vero è il motore, nel tuo aeroplanino è il tuo braccio, tutto in un colpo solo al momento del lancio. La resistenza lo frena: è l'attrito con l'aria, e cresce con la velocità.

Un aereo di carta è un aliante: dopo il lancio non ha più spinta, quindi scambia continuamente quota con velocità. Plana, cioè scende dolcemente convertendo l'altezza in avanzamento. Se la planata è lunga e piatta, l'aereo è ben regolato.

Da dove viene la portanza?

L'ala dell'aeroplanino incontra l'aria con un piccolo angolo, chiamato angolo d'attacco. L'aria che colpisce la faccia inferiore viene deviata verso il basso — e per la terza legge di Newton, se l'ala spinge l'aria in giù, l'aria spinge l'ala in su. Contemporaneamente il flusso che scorre sopra l'ala curva e accelera, e la pressione lì diminuisce. Il risultato è una forza netta verso l'alto: la portanza.

Ma c'è un limite: se l'angolo d'attacco cresce troppo, il flusso d'aria non riesce più a seguire il dorso dell'ala e si stacca in vortici. La portanza crolla di colpo: è lo stallo. Lo riconosci subito: l'aereo cabra, rallenta, si ferma a mezz'aria e poi precipita di muso. Prova a riprodurlo nel simulatore — lancio lento e muso molto alto.

Il baricentro: il segreto è nel muso

Il baricentro è il punto di equilibrio dell'aereo, quello su cui starebbe in bilico su un dito. La sua posizione decide il carattere del volo: troppo indietro e l'aereo cabra, stalla e cade ballonzolando; troppo avanti e picchia dritto verso il pavimento. Per questo molti aeroplanini migliorano con una graffetta sul muso: sposta il baricentro in avanti e stabilizza la planata.

I progettisti degli aerei veri fanno esattamente questo calcolo: il baricentro deve stare poco davanti al centro della portanza, così l'aereo tende naturalmente a riprendere l'assetto quando una raffica lo disturba. Stabilità, si chiama. Il tuo aeroplanino la cerca con la graffetta; un Airbus la calcola spostando il carburante tra i serbatoi.

Alettoni: il volo acrobatico

Risvolta verso l'alto un alettone sul bordo posteriore dell'ala (come nell'Aeroplano Acrobata) e l'aria che scorre viene deviata verso l'alto. Reazione: la coda viene spinta in basso, il muso si alza, l'aereo cabra. Se la velocità è abbastanza alta, la cabrata continua fino al looping. Tutte le acrobazie degli aerei veri funzionano così: piccole superfici mobili che deviano l'aria e fanno ruotare l'aereo attorno al suo baricentro.

Il simulatore di lancio

Regola velocità di lancio, angolo, posizione del baricentro e alettone, poi lancia. Osserva la traiettoria: planata, stallo, picchiata o looping. Riesci a superare i 20 metri? E a fare un giro completo?