ARTURO IN VOLO NEI CIELI DI OZZANO
di Marco Agostinelli

"5…4…3…2…1…via! Il missile accende il motore e con un sibilo impetuoso lascia la rampa di lancio, mantenendo un assetto verticale, si avverte il burnout, si assiste alla fase inerziale ed uno scoppio sordo in una nuvola di fumo avverte l'imminente apertura del sistema di recupero".
E' riassunta in queste righe la fase finale dell'attività svolta dal sottoscritto nell'ambito della propria tesi di laurea in Ingegneria Aerospaziale, conseguita presso la facoltà di Ingegneria dell'Università degli Studi di Roma "La Sapienza", e che ha portato alla progettazione, realizzazione e lancio di un vero e proprio missile sperimentale ribattezzato per l'occasione ARTURO.
Si tratta di un lavoro inserito nel quadro di un progetto di Ateneo cui partecipano la Scuola di Ingegneria Aerospaziale (S.I.A.), avente come referente il Prof. Paolo Teofilatto e il Laboratorio di Sistemi del Dipartimento di Informatica e Sistemistica (D.I.S.), diretto dal Prof. Salvatore Monaco, della Facoltà di Ingegneria.
Va precisato che seppure il termine "missile" può incutere un certo timore nell'immaginario collettivo, questo nostro non contiene alcun carico bellico, né viene realizzato con futuri scopi distruttivi: rappresenta invece un dispositivo sperimentale attraverso il quale realizzare misure di grandezze tipo velocità, quota, pressione, incidenza, assetto… insomma un'unità di rilevamento di dati scientifici.
Nel novembre dello scorso anno il Prof. Monaco, il Prof. Teofilatto ed io ci incontriamo per tracciare le linee guida di tale attività sperimentale: siamo i primi in Italia a tentare una strada nuova che porti a realizzare una piattaforma riutilizzabile, che possa essere comandata e controllata, che abbia autonoma capacità di decollo e volo e garantisca un ritorno a terra non distruttivo delle componenti elettroniche montate a bordo.
Progetto invero ambizioso del quale appare subito evidente la necessità di suddividere in vari steps la realizzazione finale.
Ci si propone in questa prima fase di studiare, progettare e realizzare la cosiddetta "Struttura della Piattaforma" a significare il dimensionamento del missile, la scelta dei materiali più idonei per ogni singola componente, il sistema di propulsione, la scelta e lo studio di una configurazione aerodinamica, la selezione di unità di rilevamento dati, la determinazione delle quantità misurabili in volo, lo studio di una struttura conservativa e la prova del sistema di recupero.
Una volta realizzata e testata la configurazione basica del modello, questa servirà come punto di partenza degli steps successivi i quali anche alla luce delle conoscenze acquisite in questa prima fase andranno nella direzione di un generale miglioramento e porteranno alla realizzazione di un sistema di attuazione della spinta, di una unità logica di controllo e alla messa a punto di un sistema di comando autonomo del missile.
Nel corso dei mesi successivi (tra gennaio e maggio 2003) viene progettato il missile: testi di aerodinamica di corpi affusolati ed ali triangolari, lo studio e la distribuzione delle masse, lo studio ed il calcolo di traiettorie, come pure programmi di simulazione al pc nonché una fitta corrispondenza elettronica con fornitori di motori e materiali compositi e con esperti del settore, costituiscono la compagnia con la quale il sottoscritto entra in contatto e scambia più frequentemente opinioni.
Dopo un certo numero di breafing, un discreto numero di prove di simulazione che portano a scartare le soluzioni tecnologiche che necessitano di tempi di lavorazione piuttosto lunghi, il progetto (siamo intorno alla metà di maggio) nel suo impianto generale può dirsi concluso. Inizia ora la parte pratica: la costruzione.
Lavoriamo contemporaneamente su più fronti: un ambito aerodinamico-strutturale ed un ambiente elettronico-informatico.
Nel primo caso con l'aiuto di mio zio Annibale Piccardi, campione italiano di aeromodellismo, grande conoscitore dei segreti del volo e dotato di tecnica, conoscenza e metodo di lavorazione sopraffini, procediamo alla costruzione di alcune componenti.
L'Ogiva: su uno stampo in polistirolo incolliamo con resina epossidica del tessuto in carbonio; rimosso lo stampo si ottiene una struttura rigida del peso appena di 151 grammi, spessore di mm. 2, diametro di base di cm.15,2 e lunghezza di cm. 30;

Le Quattro Alette Aerodinamiche: una struttura sandwich composta di carbonio da mm.0,4 e densità 0,02 g/cm^2, balsa mm.2+2 e densità 0,2 g/cm^2 e carbonio da mm.0,4 e densità 0,02 g/cm^2, forma in pianta triangolare di dimensioni 25x32 cm, peso complessivo 480 grammi;

Il Tubo di Pitot: a partire da una canna da pesca in carbonio del diametro di cm.2,5, strumento questo destinato alla misura della velocità relativa del modello.

Grazie poi alle conoscenze e ai suggerimenti in campo elettronico del Prof. Paolo Di Giamberardino e all'abilità e professionalità dell'Ing. Alessandro Bottinelli viene realizzata presso il laboratorio di Sistemi del D.I.S. una scheda elettronica responsabile sia dell'acquisizione e registrazione di dati di velocità del missile sia dell'azionamento del sistema di apertura del paracadute.

Ad un ritmo di lavoro frenetico arriviamo a concludere il missile verso la fine del mese di giugno.

Alcuni dati tecnici:

Altezza cm. 152
Diametro di Base cm. 15,2
Peso g. 3950
Dimensioni alette cm 25x32
Lunghezza Tubo di Pitot cm. 25
Sistema di propulsione AEROTECH I 300; Burntime : 1,42 s

Approfittando dell'occasione fornita dal meeting nazionale di modellisti spaziali (ACME) tenutosi nei giorni 28- 29 giugno (2003 n.d.r.) presso l'aviosuperficie Aerdelta di Ozzano (Bo), partiamo alla volta della città emiliana curiosi di sottoporre ad occhi e mani esperti il nostro modello. La preparazione e le capacità di Stefano Figini, grande amico e certificato ACME n.1 in Italia, si rivelano fondamentali per i consigli tecnici relativi alle modifiche da apportare.

Manca appena una settimana al lancio fissato di concerto con lo stesso Stefano per il 6 luglio successivo: per il futuro del progetto quella settimana si è rivelata cruciale. Procediamo alle variazioni, eseguiamo gli aggiustamenti del caso, mettiamo a punto il sistema… siamo pronti.
Il 6 luglio è una mattina non caldissima ed un leggero venticello mitiga il caldo afoso di una estate torrida: tutti sul campo, i professori, i ragazzi dell'associazione ACME, mio zio Annibale, il sottoscritto. Viene eseguita una "prova statica" per testare sul campo il funzionamento del sistema di apertura del paracadute comandato dalla schedina elettronica: la stessa prova si conclude con esito positivo e ci autorizza al lancio vero e proprio con una maggiore tranquillità.

Il missile viene quindi montato sulla rampa, tutti i presenti guadagnano una distanza di sicurezza, viene eseguito il countdown: alle 14,12 Arturo sale impetuosamente verso il cielo, raggiunge l'apogeo, avviene l'apertura del paracadute e assistito dall'azione frenante dello stesso torna a terra in sicurezza, impattando la superficie ad una distanza orizzontale dal punto di lancio di 53 metri ( valore stimato del down-range 20 25 metri) causa un leggero vento in quota che fa veleggiare il modello durante la discesa.

Il lancio è un vero successo: tutti i presenti applaudono, si complimentano, qualcuno accenna un' " esecuzione perfetta"!

Ad onor del vero anche occhi poco allenati a lanci di modelli spaziali stimano il volo e il recupero del nostro missile come qualitativamente perfetto. Grande soddisfazione.
Eseguiamo quindi il controllo visivo di eventuali danni: tranne la punta del tubo di Pitot scollata a causa dell'impatto col terreno, tutto il resto appare integro, in ottimo stato; procediamo quindi al "download" dei dati di velocità acquisiti: registriamo una velocità massima di 78,8 m/s ed una quota massima "stimata" di circa 380 metri.
Alla luce di tale risultati che testimoniano la bontà dell'attività fin qui svolta verranno eseguite successive sperimentazioni con carichi scientifici di maggiore complessità avvicinandosi con ogni futuro lancio al progetto finale nella sua interezza.
In conclusione: il progetto, la realizzazione e il lancio di Arturo costituiscono un lavoro unico, di grande qualità che è stato possibile ottenere grazie alla collaborazione di tante persone, alla loro professionalità e ad un non comune senso di appartenenza ad una sfida per certi aspetti davvero singolare: A loro, a voi tutti il mio più sincero ringraziamento.