SVILUPPI TECNICI
I primi aerei entrati nel conflitto mondiale avevano quasi tutti come tratto comune l'alta stabilità e l’elica in posizione posteriore "spingente".
La prima caratteristica era legata alla necessità di fornire agli inesperti piloti, molti dei quali andavano in combattimento dopo un addestramento di sole tre-quattro ore di volo, una macchina che ne perdonasse gli innumerevoli errori e ne consentisse il felice rientro alla base. La necessità di avere stabilità era inoltre legata alle caratteristiche del volo di ricognizione, che prevedeva un percorso rettilineo e a quota costante, in modo da poter scattare foto nitide del terreno.
La stabilità aerodinamica è la caratteristica per la quale il velivolo tende autonomamente a permanere nell’assetto che gli è stato imposto dal pilota e si ottiene ponendo il punto di applicazione della forza aerodinamica di sostentazione un po’ indietro rispetto al baricentro dell’aeromobile. Più il braccio tra il punto di applicazione della forza aerodinamica e il baricentro è lungo, più si verifica un momento stabilizzante sull’equilibrio delle forze sviluppate sull’aeromobile, facilitandone il pilotaggio. Solo più tardi nel conflitto, quando l'esperienza dei piloti aumentò, fu possibile costruire ed avviare all'impiego operativo macchine a più elevata instabilità che consentissero manovre di combattimento più rapide, ma più impegnative. Infatti, la minore stabilità rende più agevoli al pilota le manovre ad alto fattore di carico che consentono rapide variazioni di traiettoria, tipiche del combattimento aereo. L'abilità dei piloti si sommava alla migliore qualità tecnica degli aerei tedeschi. Il Fokker DR.I pilotato da von Richthofen possedeva due mitragliatrici sincronizzate e un'instabilità aerodinamica intrinseca che lo rendeva migliore di qualunque velivolo avversario dal punto di vista della manovrabilità.
La seconda caratteristica, cioè l’elica “spingente” mutuata dall'impianto tradizionale del Flyer 4 (o Model “A”), la versione prodotta in serie dell’aereo dei fratelli Wright, fu mantenuta fino a quando si stimò la visibilità più importante della velocità. L'evolversi delle caratteristiche del combattimento aereo, tuttavia, richiese sempre di più ai progettisti aeronautici di realizzare macchine ad elevate velocità, manovrabilità e quota di tangenza, e l’elica "spingente" divenne rapidamente obsoleta.
In Italia molte tipologie di velivoli venivano sperimentate. L’ing. Gianni Caproni esordì con tutta una serie di monoplani, mentre industrie come la Macchi intraprendevano la produzione su licenza delle più affermate macchine realizzate in Francia, nazione leader dell’ancor giovane progresso aeronautico.
L'originaria struttura in legno e tela fu velocemente sostituita da rivestimenti in compensato e da monoscocche in legno prefabbricate e pronte all'uso. I tiranti e le parti di sostegno delle ali furono costruite con alluminio e acciaio, garantendo un'alta affidabilità anche nelle manovre più spinte durante il volo. Al fianco di questi miglioramenti tecnologici, vennero però conservati anche alcuni particolari che ci fanno comprendere come si fosse ancora alle origini della storia del volo umano. Per esempio, sul tedesco Roland CII, la cui lunga vita operativa era iniziata già nel 1916, i progettisti avevano predisposto sulla carlinga la presenza di due paia di finestrini laterali con una finalità, per così dire, "panoramica". Alcuni dei piloti più "civettuoli" arrivarono persino ad ornarli con tendine ricamate dalle mogli o dalle fidanzate.
Dal punto di vista dell'evoluzione motoristica, la prima guerra mondiale segnò anche il superamento del motore rotativo. Quest'ultimo era caratterizzato dalla presenza di pistoni che scorrevano in cilindri raffreddati ad aria rotanti intorno all'asse centrale del motore: la rotazione del blocco cilindri annullava la coppia rotante dell’elica ed evitava l’insorgere delle tipiche imbardate provocate dalle variazioni di giri del motore e di velocità dell’aeroplano. Però, il motore rotativo, pur garantendo buone prestazioni in termini di rapporto potenza/peso, risultò ampiamente superato dalle prestazioni offerte dal motore con i cilindri in linea, raffreddato a liquido. I motori rotativi rimasero comunque in uso durante tutto il corso del conflitto, sebbene la loro produzione via via andava cessando al punto che nel 1918 la sola Sopwith continuava a produrli.
Dalla primavera del 1916, inglesi e francesi furono capaci di schierare aerei che surclassarono il Fokker E. Sono da ricordare i britannici F.E. 2b e D.H. 2, ma soprattutto i francesi Nieuport 11 e 17 che fino all'apparire dello SPAD S. VII furono i migliori caccia impiegati sul fronte occidentale. Questo pregevole esempio di ingegneria aerea basava il proprio successo sul rivoluzionario motore costruito da Louis Béchereau su disegno dello svizzero Marc Birkigt, il progettista e produttore dei motori Hispano-Suiza.
Il motore stellare produceva vibrazioni che non era possibile eliminare. Esse, oltre a problemi strutturali, sugli aerei da caccia impediscono di fatto di poter mirare con precisione. I caccia, che sino ad allora erano stati equipaggiati solo con motori stellari rotativi, potevano sperare di colpire l'avversario sparando solo da molto vicino, e questo ovviamente era difficile e anche rischioso. Col motore in linea, grazie all’effetto smorzante della camicia di raffreddamento a liquido, era invece possibile attenuare quasi del tutto le vibrazioni, cosa che permetteva ai piloti di mirare da più lontano e con maggiore precisione. Si trattava di un vantaggio non da poco, sfruttato fino all’inizio del 1916 solo dagli Albatros tedeschi, gli unici a montare già allora motori con cilindri in linea raffreddati a liquido.
Richiesto esplicitamente dal governo francese di provare a disegnare un caccia che potesse utilizzare il motore Hispano-Suiza con i cilibdri raffreddati a liquido e disposti a V, Louis Bechereau, il capo progettista della Société Anonyme pour l'Aviation et ses Dérives, (SPAD), insieme allo svizzero Marc Birkigt, progettista del motore, modificò il disegno dello SPAD V, il caccia in fase di realizzazione, nato con motore stellare, in modo da potervi alloggiare l’otto cilindri a V della casa spagnola.
Il velivolo venne battezzato SPAD VII e fece il suo primo volo nel Luglio del 1916, riscuotendo subito un enorme successo, essenzialmente dovuto alla sua eccezionale robustezza, derivata dalla costruzione "a guscio" che caratterizzava i velivoli di Béchereau, che, a discapito di un minimo incremento nel peso, gli permetteva di sopportare fattori di carico elevatissimi, sopportando senza danni richiamate che avrebbero spezzato le ali di qualsiasi altro velivolo. Il motore Hispano-Suiza a 8 cilindri a V, raffreddati a liquido, non solo garantiva una sezione di fusoliera più ridotta, generando una minor resistenza aerodinamica, ed eliminava anche le vibrazioni tipiche dei motori stellari, permettendo di mirare meglio e da più lontano, ma finalmente smetteva di far respirare al pilota quantità enormi di vapori di olio di ricino ad ogni missione (nei motori stellari raffreddati ad aria era un difetto irrimediabile), ottimo lubrificante ma notoriamente un potente lassativo per l'organismo umano. Questo creava non pochi problemi ai piloti che magari dovevano sostenere più missioni in un giorno.
Il primo prototipo dello SPAD 7, con un otto cilindri da soli 150 hp, nasceva con tutti i problemi tipici dei progetti innovativi. L’alloggiamento non corretto del radiatore causava surriscaldamento al motore, la struttura non sopportava adeguatamente le vibrazioni del motore, i 150 hp non erano sufficienti a garantire prestazioni confrontabili con gli Albatros D.II, che in quel momento facevano il buono e cattivo tempo sui cieli di Francia. Ma, risolte le magagne iniziali, e soprattutto adottato di serie il nuovo motore Hispano-Suiza da 180 hp, Bechereau applicò anche una leggera corazza all’alloggiamento del motore. La disposizione dei cilindri a V permetteva di avere un radiatore frontale a sezione circolare che migliorava notevolmente l'aerodinamica del velivolo. Così riprogettato, lo SPAD VII poteva sfiorare i 200 km/h al livello del mare e raggiungere i 3.000 metri in poco meno di 15 minuti fornendo finalmente prestazioni superiori a quelle dei Nieuport 17, fino a quel momento il caccia di punta dell’aeronautica francese, e perfettamente all’altezza, se non superiori, anche a quelle degli Albatros tedeschi. Fu tale il suo successo che anche le aviazioni dei paesi alleati si dotarono di questo aereo che restò in produzione fino al 1918. In Italia, l'”asso” Francesco Baracca ottenne molte sue vittorie proprio su questa macchina.
Anche dal punto di vista dell'armamento, gli aerei conobbero una forte e rapida evoluzione, anch'essa legata al rapido mutare delle condizioni operative. Ma seguiamo per gradi questa evoluzione tecnologica.
In Libia, durante le operazioni della guerra italo turca, come detto, i piloti italiani portavano con sé armi individuali, quali pistole e fucili essenzialmente per difendersi in possibili conflitti a fuoco con altri aeromobili, e talvolta bombe da lanciare a mano contro le truppe a terra.
I primi esperimenti volti ad armare gli aerei furono effettuati nel 1912 dalla Vickers, che nell'ambito del programma "Experimental Fighting Biplane 1", nome in codice "Destroyer", realizzò un aereo armato con una mitragliatrice Maxim calibro .303 pollici. Il biposto a elica "spingente", nelle intenzioni, avrebbe dovuto avere la capacità di sparare verso l'intero campo anteriore, tuttavia venne sottovalutata l'influenza data dal peso della mitragliatrice collocata sulla parte anteriore del velivolo che ne sbilanciò eccessivamente in avanti il baricentro impedendone di fatto il decollo e provocandone la distruzione del prototipo al primo tentativo.
Tale situazione cambiò tuttavia rapidamente con l’inizio del conflitto mondiale. Allo scoppiare delle ostilità, come detto, gli aerei ricognitori andavano per lo più in missione disarmati, lasciando all'uso delle sole armi individuali i primi tentativi, più che di offesa, di difesa.
l primi episodi della guerra aerea nel conflitto mondiale registrarono, quale contrasto ai ricognitori ed ai primi bombardieri, solo il fuoco della fucileria e della mitraglia da terra. In seguito apparvero i primi cannoni contraerei con granate e shrapnell. Ci si accorse infine, quando la minaccia dei bombardieri si fece sempre maggiore, che si poteva sparare da bordo degli aerei contro gli incursori avversari magari con le armi di ordinanza. La mitragliatrice sì dimostrò ben presto l'arma adatta. Infatti, già a partire dall'ottobre 1914, Louis Strange montò sul proprio Avro 504 una cintura di sicurezza che permetteva al suo osservatore di "alzarsi in piedi e sparare tutto intorno al velivolo, in alto e dietro".
In momenti successivi del conflitto, quando l'aumento della potenza dei motori consentì di portare a bordo un maggior carico utile, furono montate a bordo mitragliatrici brandeggiabili. Nel caso in cui esse fossero montate in posizione frontale, venivano operate direttamente dal pilota, ma sui ricognitori biposto venivano di preferenza montate in posizione posteriore, per essere operate dagli osservatori/bombardieri degli aerei biposto come ad esempio il britannico Sopwith 1½ Strutter o l'italiano Caproni Ca.3 (ca.33).
Già dal 1914, la Vickers aveva continuato a lavorare sul concetto dell'aereo armato, tentando di evolvere lo sfortunato "Destroyer". Il risultato di questo lavoro fu la comparsa sul fronte occidentale nel febbraio 1915 del Vickers NB.5 Gunbus. L'aereo non incontrò il successo sperato, dato che, avendo l’elica in configurazione "spingente", risultava troppo lento e pesante per poter essere efficacemente utilizzato come caccia.
La crescente esperienza dei piloti iniziò a far comprendere che la configurazione migliore risultava quella ad elica "traente", in cui le mitragliatrici fossero in posizione fissa, allineata con l’asse longitudinale del velivolo davanti al pilota, il quale avrebbe così avuto la possibilità di sparare in prima persona dopo aver diretto il suo velivolo verso l’aereo avversario, facendo fuoco nella sua direzione: si univa la condotta del volo alla direzione del tiro in un’unica manovra. Questo tipo di approccio avrebbe consentito di eliminare l'osservatore ed il peso correlato, e di rendere quindi più leggeri e manovrabili gli aerei. L'unico problema era rappresentato dal fatto che una mitragliatrice in posizione frontale in un aereo a elica "traente" avrebbe comportato la quasi certezza di sparare sulle sue pale, con esiti disastrosi. Pertanto, l’arma venne inizialmente collocata sopra le ali, in una posizione che non interferisse con il moto dell'elica, con ovvie difficoltà di gestione per il pilota.
Anche in questo caso, Louis Strange fu uno dei primi sperimentatori, e fissò una mitragliatrice Lewis all'ala superiore del suo Martinsyde S.1. La soluzione, apparentemente efficace, gli pose non pochi problemi il 10 maggio 1915, quando, dopo aver sparato l'intero caricatore nel tentativo di abbattere un aereo nemico, si trovò nella necessità di sbloccare l'arma inceppata. Alzatosi in piedi nella carlinga, cominciò ad armeggiare, ma contemporaneamente perse il controllo dell'aereo, che cadde in vite. Riuscito fortunosamente a rientrare nell'abitacolo, Strange riprese il controllo dell’aereo all’ultimo istante e … sopravvisse, ma la soluzione sperimentata si rivelò anche in questo caso non ottimale.
Dopo questa ed altre esperienze simili, unite alla difficoltà di sparare con precisione da armi che, pur allineate con l’asse del velivolo, rimanevano spostate verso l’alto rispetto alla sua esatta direzione, apparve evidente che la corretta collocazione della mitragliatrice fosse il più vicino possibile all’asse longitudinale dell’aeromobile. Pertanto si cercò la soluzione in un ritorno all’elica “spingente” che fosse installata in tale posizione su un aero che nascesse, già a livello di progetto, come caccia, come nel caso del Blackburn Triplane inglese. In questo modo il pilota non doveva fare altro che puntare il muso del velivolo verso il nemico e poi fare fuoco. I miglioramenti nell'efficienza di tiro non nascosero però lo scadimento delle prestazioni degli aeroplani con elica posteriore propulsiva che risultavano sensibilmente più lenti dei loro contemporanei con elica trattiva anteriore.
Si tornò quindi all’elica traente per la quale però, apparve evidente che la corretta collocazione della mitragliatrice fosse appena dietro l'elica, il più vicino possibile all’asse longitudinale dell’aeromobile. Pertanto si cominciò a studiare un metodo che consentisse di sparare a intervalli precisi, affinché si evitasse di colpire le pale in movimento. Il primo meccanismo di questo tipo fu escogitato dalla francese Morane-Saulnier che sul suo Tipo L provò una mitragliatrice sincronizzata già nel Febbraio-Marzo 1915. Questo prototipo rivelò subito problemi di affidabilità, infatti, l'imprevedibilità del regime di fuoco della mitragliatrice Hotchkiss rendeva impossibile regolarne la sincronizzazione con l’elica e Saulnier si rifiutò di mandare l’aeroplano in prima linea.
Nel periodo successivo, furono sperimentate diverse soluzioni che consentissero di adottare la configurazione a mitragliatrice anteriore, solidale con il corpo dell'aereo, il cui concetto era stato per primo espresso da Roland Garros negli anni precedenti il conflitto. In questo periodo, Garros provò a montare una mitragliatrice ad un angolo divergente rispetto all'asse dell'aereo, in modo che sparasse lontano dal cerchio di rotazione dell'elica, ma le difficoltà sperimentate nel prendere la mira lo spinsero ad abbandonare questo tentativo.
Garros e Saulnier si incontrarono a Parigi nel 1915 (il pilota volava su un Morane-Saulnier Type G) e svilupparono insieme un tipo diverso di approccio. Montarono sulle pale dell'elica, all'altezza della linea di tiro, dei prismi d'acciaio con gli apici orientati verso il pilota in modo che qualunque proiettile li avesse colpiti, sarebbe stato deflesso lontano. Garros provò la soluzione in combattimento il 1º aprile 1915, con pieno successo, abbattendo un biposto nemico e conseguendo altre vittorie il 13 ed il 18 aprile successivi. Gli exploit di Garros furono ripresi dalla stampa francese, che per la prima volta usò il termine “asso” parlando di un pilota di caccia.
Ma il miglioramento adottato dalla Morane-Saulnier aveva anche i suoi difetti che consistevano principalmente in un affaticamento delle parti meccaniche del motore, sollecitato dalle pallottole di rimbalzo. S'ipotizza che fu proprio questa la causa che costrinse Roland Garros, mentre il 19 aprile attaccava la stazione di Courtrai, ad atterrare dietro le linee tedesche e quindi essere catturato insieme al suo aereo. L'episodio ebbe effetto sullo sviluppo dell'aviazione da caccia tedesca. L'aereo di Garros fu, infatti, portato ad Anthony Fokker, uno dei più validi ingegneri aeronautici tedeschi e progettista della serie di monoplani Eindecker. Egli non tardò molto a comprendere il funzionamento del meccanismo e a perfezionarlo per trasformarlo in una mitragliatrice sincronizzata perfettamente funzionante. Era definitivamente nata la configurazione dell’aereo da caccia.
Secondo alcune fonti, Fokker stava già lavorando ad una sua versione del sincronizzatore quando poté esaminare il Morane-Saulnier di Garros, ma ciò che è certo che in sole 48 ore anche l'Eindecker fu equipaggiato con quel tipo di meccanismo. Due piloti militari tedeschi, i tenenti Otto Parschau e Kurt Witgens, che lavoravano per le industrie Fokker, durante la primavera del 1915 avevano dimostrato il valore rivoluzionario della mitragliatrice a fuoco anteriore sincronizzato per i piloti dell'ancora embrionale Fliegertruppe.
Ma lo scetticismo dei piloti di linea rispetto ai risultati alle prove a terra era notevole, pertanto Fokker portò in volo l'Eindecker personalmente ed abbatté subito un ricognitore Farman. A questo punto, l'innovazione fu accettata ed immediatamente sfruttata da Oswald Boelcke e dal suo secondo in comando, Max Immelmann, che divennero rapidamente, insieme ad altri piloti tra i quali l’astro nascente Manfred von Richthofen, degli assi celebrati dalla stampa tedesca come "il flagello dei Fokker"
L'introduzione del meccanismo di sincronizzazione sull'Eindecker capovolse i rapporti di forza della guerra aerea. Fino a quel momento, gli aerei alleati avevano goduto del vantaggio di una maggiore stabilità rispetto a quelli tedeschi. Improvvisamente, questo vantaggio diventò un difetto, in quanto l'Eindecker, finalmente armato in maniera adeguata, sfruttando la sua maggiore manovrabilità, aveva grande facilità a surclassare in combattimento gli avversari. Un ulteriore passo in avanti fu effettuato con l'evoluzione ed il perfezionamento dei mirini ed il trasferimento del pulsante di sparo dalla mitragliatrice stessa alla cloche.
Al di là dell'evoluzione tecnologica degli armamenti di bordo, l'uso per i piloti di portare con sé una pistola venne comunque mantenuto nel tempo. Non era raro, infatti, il caso in cui l'aereo prendesse fuoco in combattimento, e data la mancanza di una qualsiasi via di scampo (la diffusione del paracadute, sebbene già sperimentato per la prima volta fin dal 1912, era ancora di là da venire), l'uso della pistola consentiva al pilota una morte rapida ed indolore.
Quasi tutti i caccia di entrambi gli schieramenti, ad eccezione dei Fokker a struttura di tubi metallici, continuarono ad usare il legno come materiale costruttivo, rivestendo le ali di tela, ed utilizzando tiranti metallici per assicurare l'integrità strutturale in risposta alle torsioni aerodinamiche. Il primo aereo a struttura completamente metallica fu realizzato da Hugo Junkers, il quale usò anche una struttura a centina per le ali, rivestita con parti metalliche. I primi test di volo dello Junkers J.1, primo aereo realizzato secondo il nuovo concetto costruttivo, furono effettuati alla fine del 1915.
L'ultimo anno di guerra fu caratterizzato dalla costruzione dei più avanzati aerei da caccia sia degli Imperi Centrali sia degli Alleati. Modelli come i tedeschi Fokker D.VII e D.VIII, Siemens-Schuckert D.III, Roland D.6b o gli anglo-americani Sopwith 7F1 Snipe e Packard Le Père-Lusac 11, possedevano già tutte le caratteristiche degli aerei del primo dopo guerra. La sempre maggiore potenza erogata dai motori aveva comportato anche modifiche nei materiali di costruzione.
La differenza tra i bombardieri ed i caccia fu evidente anche se considerata dal punto di vista dello sviluppo tecnologico. Mentre la pressione costante esercitata dalle condizioni di combattimento rendeva spesso obsolescenti i caccia nel giro di pochi mesi, non fu così per i bombardieri, il cui tasso di sviluppo fu notevolmente minore sia in termini numerici sia qualitativi.
In tale quadro va registrata l’eccellente progettazione dei bombardieri Caproni, in assoluto i migliori del conflitto, che, anticipando quella formula trimotore che ebbe poi grandissima fortuna in Italia fino a tutta la seconda guerra mondiale, permettevano di disporre di potenza complessivamente sufficiente ad assicurare autonomia e carico bellico adeguati per le prime missioni di bombardamento strategico della storia dell’aviazione.
Per tutto il periodo finale del conflitto, i tedeschi mantennero generalmente un vantaggio moderato dal punto di vista della tecnologia, ma il numero di aerei schierati era nettamente a favore degli alleati (oltre 10.000 velivoli contro circa 2.300). La produzione di aerei era addirittura sei o sette volte maggiore in Gran Bretagna rispetto alla Germania, ma fino alle offensive della tarda estate del 1918 che portarono alla sconfitta finale delle truppe germaniche, le sorti delle guerra rimasero in equilibrio anche per l'abilità dei piloti dell'aviazione del Kaiser.
