Questo scriver si distintamente del nibbio par che sia mio destino, perchè nella prima ricordazione della mia infanzia e mi parea che, essendo io in culla, un nibbio venissi a me e mi aprissi la bocca colla sua coda e molte volte mi percotessi con tal coda dentro le labbra.
(Codice Atlantico, foglio 186v)



Questo scriver si distintamente del nibbio par che sia mio destino, perchè nella prima ricordazione della mia infanzia e mi parea che, essendo io in culla, un nibbio venissi a me e mi aprissi la bocca colla sua coda e molte volte mi percotessi con tal coda dentro le labbra.
(Codice Atlantico, foglio 186v)

E' molto strano che in una vita trascorsa alla ricerca della realizzazione del sogno del volo umano, proprio nel manoscritto interamente dedicato allo studio del volo e all’analisi degli uccelli come il Codice del Volo, Leonardo non abbia disegnato una macchina volante. In realtà una macchina volante esiste, ma va scoperta, ed è probabilmente la macchina volante più evoluta che Leonardo abbia mai progettato.

Malgrado non sia presente un disegno unitario, il progetto di Leonardo è molto chiaro e ben descritto.
Come appare dunque la macchina del Codice del Volo e come funzionava? La risposta è nei fogli manoscritti del Codice del Volo che occorre decifrare in maniera corretta. Sono almeno una decina i fogli nei quali si trovano riferimenti espliciti a questa macchina volante.

L’interpretazione della macchina che ho battezzato Grande Nibbio è partita da un piccolo disegno del foglio 17v. La ricostruzione è fedele all’idea originale di Leonardo: malgrado manchi il disegno d’insieme lo spazio per libere interpretazioni è molto ristretto e le indicazioni testuali forniscono un’ottima linea guida. Altrettanto si può dire per aspetti costruttivi fondamentali, come le dimensioni, i materiali e il posizionamento del baricentro.

Il funzionamento non è invece così chiaro. Nella maggior parte dei fogli si fa riferimento al volo librato. Leggendo però le indicazioni riportate a fianco dei disegni delle articolazioni meccaniche ci troviamo di fronte alla chiara intenzione di voler replicare anche il battito delle ali. I disegni delle articolazioni dei fogli 16 e 17 vanno chiaramente in questa direzione e tentano di replicare meccanicamente questo movimento complesso, fatto di traslazioni, rotazioni, aperture e chiusure sotto sforzi considerevoli. Ogni sforzo progettuale di realizzare un volo battente, con gli strumenti a disposizione di Leonardo, sarebbe però stato vano. E Leonardo conosceva bene questo limite. Anche oggi, con i materiali e la tecnologia di cui disponiamo, risulterebbe difficile realizzare un meccanismo analogo e funzionante in questa scala.

Ho quindi ritenuto che Leonardo fosse orientato verso un volo prevalentemente planato senza precludere al pilota, in determinate ma rare circostanze, di poter battere le ali a imitazione di quelle dell’uccello. Per questa macchina Leonardo non aveva previsto un decollo ad ali battenti, ma una partenza con una lunga rincorsa lungo un pendio in condizioni di vento favorevole. In più di un passo Leonardo manifesta chiarezza su questo punto. Alla stesso foglio 18r precisa poi che il grande uccello prenderà il volo dal monte Ceceri, il che lascia presupporre un “lancio”, in maniera analoga a Otto Lilienthal (1848-1896), che volò con una macchina per certi spetti simile a quella di Leonardo.

Il primo uomo volante
Probabilmente nessun altro come Otto Lilienthal (1848-1896) può essere avvicinato a Leonardo. Proprio seguendo lo stesso metodo di analisi e sperimentazione, Lilienthal riuscì a compiere con successo migliaia di voli librati.

Le immagini che seguono descrivono le tappe più importanti della ricostruzione della macchina.


Indizio 1: l’abitacolo
Il piccolo disegno del foglio 17v ha dato il via al lavoro di ricostruzione. Si tratta di una vista frontale dell’abitacolo disegnata solo parzialmente. Manca tutta la parte inferiore, ma si scorgono chiaramente alcune carrucole posizionate sul piano superiore e l’innesto destro per le ali; quello sinistro non è disegnato. Sul foglio si trova il disegno più importante del progetto, purtroppo senza nessun testo a corredo. Si tratta di una vista frontale della macchina, alla quale vanno aggiunte le strutture alari disegnate sui fogli precedenti.


Indizio 2: l’abitacolo e il pilota
Nell’angolo superiore destro è disegnato il pilota della macchina. Il testo del primo paragrafo spiega come debba essere libero dalla vita in su per bilanciarsi in volo. Il disegno del foglio 5r completa l’abitacolo disegnato al foglio 17v. Risulta chiara la parte inferiore e vengono aggiunti i rinforzi diagonali che sostengono il seggiolino su cui siede il pilota.


Indizio 3: articolazione alare
Le ali della macchina sono disegnate chiaramente ai fogli 16v e 17r. Il particolare giunto sferico dell’articolazione permette all’ala di muoversi liberamente in tutte le direzioni e di potersi girare di taglio rispetto al flusso d’aria. Nel disegno del foglio 17v Leonardo disegna il punto d’innesto della struttura alare all’interno dell’abitacolo. Sul foglio compare il disegno di una complicata articolazione meccanica. È solo la metà interna, quella collocata dentro l’abitacolo. La seconda metà è disegnata sul foglio successivo.


Indizio 4: governo dell’ala
Mentre sul foglio 17r è disegnata la parte terminale dell’ala, in quello precedente Leonardo disegna i meccanismi che la governano. Il braccio conico è l’elemento che consente di unire i disegni dei due fogli. L’inserimento di queste articolazioni comporta l’aggiunta di alcune carrucole sul piano superiore e le corde necessarie al governo. In quattro punti precisi dei fogli 16v e 17r Leonardo disegna le staffe per i piedi e gli appigli per le mani. Il disegno è la continuazione del foglio precedente e riguarda la parte di articolazione che si trova all’esterno dell’abitacolo. Più in piccolo si notano altri particolari meccanici.


Indizio 5: dimensioni e baricentro
Le articolazioni dei fogli 16 e 17 non sono dimensionate. In questi disegni Leonardo non si cura delle proporzioni tra i diversi componenti. Al foglio 12v affronta però il problema della posizione del baricentro, dichiarando di 30 braccia l’apertura alare della macchina. Leonardo dichiara le dimensioni: la macchina dovrà essere larga circa trenta braccia e il baricentro più basso di quattro rispetto alle ali.


Indizio 6: tela e coda
Per completare le ali occorre stendere la tela, e per farlo è necessario inserire le falangi interne delle ali, a imitazione, come consiglia Leonardo, della struttura alare del pipistrello. Anche la coda
è un elemento aggiunto, ben descritto al foglio 17v. La macchina volante dovrà imitare la struttura del pipistrello che è dotato di una membrana attraverso la quale l’aria non passa. Nel terzo e quarto disegno forse una rappresentazione della macchina vista frontalmente.

Altri indizi
Per ultimare la macchina, occorre perfezionare alcuni elementi strutturali come giunzioni, perni e supporti e i percorsi dei tiranti seguendo i consigli costruttivi e i materiali indicati dallo stessoLeonardo ai fogli 7r, 8v, 11v, 12v, 15r, 16r, 16v, 17r e 17v.

Il pilotaggio risultava complesso non tanto per lo sforzo muscolare, che durante il volo librato poteva anche non essere prolungato, ma per la contemporaneità di diverse azioni. Il pilota era vincolato alle parti mobili della macchina ai piedi e alle mani. Soprattutto queste ultime ricoprivano il lavoro più gravoso, in quanto movimenti diversi davano origine a manovre diverse. Per esempio, muovendo le mani avanti e indietro il pilota poteva chiudere le ali, indifferentemente una o l’altra.

Nel manoscritto compaiono testi e disegni relativi alla coda dell’uccello, ma nessun disegno esplicito sembra riguardare quella della macchina. In ogni caso, Leonardo ne conosceva bene il funzionamento e sicuramente l’aveva prevista. Al foglio 5r scrive che il pilota dev’essere libero dalla vita in su per contrastare la forza del vento; potendo muovere quindi il busto in tutte le direzioni ho ipotizzato che la coda potesse essere collegata direttamente al busto del pilota; quando quest’ultimo inclinava testa e addome in avanti la coda si sollevava, e in maniera contraria si abbassava. Inclinando il busto verso i lati (destra-sinistra), poteva invece torcere la coda in queste direzioni. Questo comportamento della coda è ben illustrato al foglio 17v. Anche i fratelli Wright nel loro celebre Flyer1 azionavano alcuni comandi con il movimento del corpo: sdraiato su un carrello il pilota si muoveva con il busto verso destra e sinistra “svergolando” le ali per compiere la virata. La coda di Leonardo si doveva comportare allo stesso modo.


Virata
La macchina vira modificando contemporaneamente l’inclinazione di entrambe le ali grazie all’azione dei piedi. Un’unica fune collega le staffe dei piedi con la parte terminale del grande braccio conico che si trova alle spalle del pilota. La corda è unica e quindi mentre un piede si abbassa, l’altro necessariamente sale. Abbassando il piede destro l’ala destra si abbassa e la sinistra si alza, con il risultato di virare verso destra. Per eseguire questa manovra è necessario muovere contemporaneamente entrambi i piedi. Questo presuppone, anche se Leonardo non lo scrive né lo disegna, che il pilota fosse seduto.

Movimento della coda
È governato dai movimenti del busto del pilota. Nel Codice il particolare della coda non è disegnato, ma quando Leonardo descrive il comportamento della coda del nibbio è facile dedurre come dovrà muoversi anche quella della macchina. Probabilmente delle funi di controllo corrono dalla parte terminale della coda alle spalle del pilota; quando quest’ultimo muove il busto in avanti e indietro, la coda si alza e si abbassa, ma non solo. Muovendo avanti e indietro una sola delle spalle e torcendo quindi il busto, il pilota ha la possibilità di “svergolare” la coda, alzandone o abbassandone solo un lato (esattamente come descritto al foglio 17v). Ciò agevola la precisione delle manovre.

Chiusura delle ali
Il pilota può chiudere le ali muovendo le braccia in avanti. Questa operazione può coinvolgere entrambe le ali oppure una alla volta in base alle necessità. Per esempio, al foglio 9v Leonardo descrive bene una situazione in cui l’uccello, o il pilota, per evitare il ribaltamento dovrà chiudere una delle ali: quando l’uccello è investito sotto al vento, nella parte inferiore di una delle ali, allora potrebbe accadere che il vento lo rovesci, a meno che, giratosi immediatamente col petto al vento, non apra in direzione del suolo l’ala opposta, e non richiuda l’ala che era stata investita dal vento, che rimane comunque in una posizione più alta dell’altra.

Inclinazione delle ali
Alzando e abbassando le mani cambia l’incidenza delle ali.
Muovendo le braccia il pilota agisce sulle corde collegate ai due grandi bracci conici, passando attraverso le carrucole posizionate sul piano superiore. I comandi delle due ali non sono indipendenti; quest’azione si svolge contemporaneamente su entrambe le ali, alzandone una l’altra si abbassa. Mantenendo le mani in posizione centrale, le ali sono livellate. Azionando il comando, invece, la macchina cabra o picchia.

Al foglio 12v Leonardo indica le dimensioni della macchina volante che deve avere un’apertura alare di circa 30 braccia (circa 18 metri). Nello stesso foglio definisce anche la posizione del baricentro, più bassa rispetto alla linea del piano alare. Con queste dimensioni la macchina aveva una superficie alare importante di circa 110 metri quadrati, di gran lunga superiore a quella di un moderno deltaplano.

È possibile calcolare con un discreto livello di approssimazione il carico alare della macchina, ovvero il rapporto tra il peso del mezzo e la superficie alare. Il peso della macchina, tenendo conto della grande quantità di legno necessaria, si aggira sui 250 chilogrammi, considerando un peso del pilota intorno ai 70 chilogrammi, per un totale di circa 320 chilogrammi. Il carico alare della macchina risulterebbe quindi di circa 3 chilogrammi per metro quadrato (3,2kg/mq). È interessante notare come i deltaplani, che sono i mezzi volanti più vicini all’idea di Leonardo, abbiano carichi alari superiori che vanno da 4 a 8 kg/mq. Un piccolo Cessna ha un carico alare di circa 50-80 kg/mq. Da questo punto di vista, il Grande nibbio avrebbe avuto un’efficienza molto elevata.

La macchina riprende vita per la prima volta dopo 500 anni. La ricostruzione del Grande nibbio rappresenta un evento: nemmeno Leonardo aveva mai presentato questa macchina, che è rimasta un “segreto” fino al 4 maggio del 2009, data di apertura della mostra che l’ha svelata al mondo per la prima volta nella storia. Il primo prototipo in scala 1:10 risale al febbraio 2008. I successivi modelli in scala 1:5 (intero) e in scala reale (solo l’abitacolo) sono stati completati nell’aprile 2009.


Ricostruzione fisica
Questo modello in scala 1:5 è stato ricostruito dai laboratori di Leonardo3 nell’aprile del 2009.


Modello in scala
La prima presentazione al pubblico di questa macchina è avvenuta in occasione della mostra Leonardo e il Volo presso il Museo di Storia Naturale del Mediterraneo di Livorno (maggio-luglio 2009).


L’abitacolo in dimensioni reali

Il valore dell’analisi compiuta da Leonardo sul volo degli uccelli è immenso. Leonardo è stato un incredibile osservatore e un eccellente traduttore di queste osservazioni sulla carta. Il nibbio reale, l'uccello a al quale si è ispirato nel progettare questa macchina, è un rapace di grandi dimensioni con un’apertura alare di 140-150 centimetri poco più grande del nibbio bruno, con il quale spesso viene confuso. Sul foglio 5v Leonardo scrive di un nibbio senza fare un esplicito riferimento a quale specie:

Il nibbio e li altri uccelli, che battan poco le alie, (quando) vanno cercando il corso del vento, e cquando il vento regnia in alto, allora essi fieno veduti in grande altura, e se regnia basso, essi stanno bassi

Seguono alcune fotografie di nibbi reali in volo. Nelle didascalie di queste immagini in rosso sono le osservazioni trastritte da Leonardo e in nero la trascrizione critica delle stesse.
[Le fotografie sono di Luigi Calabrese e di Claretta Christille]


Può l’uccello stare infrall’aria, sanza tenere le sue alie nel sito della equalità, perché non avendo lui il centro della gravità sua nel mezo del polo, come ànno le bilance, non è per neciessità constretto a tenere le sue alie con equale alteza come le dette bilance.
L’uccello può stare in aria, senza tenere necessariamente le sue ali in una posizione d’equilibrio, perché non avendo sempre il proprio baricentro corrispondente alla propria metà, come hanno le bilance, non è necessariamente costretto a tenere le sue ali alla stessa altezza, come nelle bilance.

Come la magnitudine dell’alia non si adopra tutta nel priemer l’aria e che sia vero, vedi e traforamenti delle penne maestre essere molto di più larghi spazi che la propia lalghezza delle penne; addunque, tu, speculatore de’ volatili, non mettere nella tua calculazione tutta la grandeza dell’alia, e nota diverse qualità d’alie in tutti li volatili.
La grandezza dell’ala non viene utilizzata interamente nel premere l’aria durante il battito delle ali. Per dimostrare che è vero, osserva le fessure delle penne maestre che sono molto più larghe della larghezza delle stesse penne; dunque tu, osservatore dei volatili, non inserire nei tuoi calcoli tutta la dimensione dell’ala, e osserva attentamente le diverse tipologie d’ali dei volatili.

Se tu dirai che li nerbi e muscoli dell’uciello sanza conparazione essere di (m) magior potenzia che quelli dell’omo, conciosia che tutta la carnosità di tanti muscoli e polpe del petto essere fatti a benefizio e aumento del moto delle alie, (...) ; qui si risponde che tanta forteza è aparechiata per potere oltre all’ordinario suo sostenimento delle alie, gli bisognia, a sua posta, radoppiare e triplicare il moto, per fugire dal suo predatore, o seguitare la preda sua.
Se sostieni che i nervi e i muscoli dell’uccello abbiano una potenza non comparabile a quelli dell’uomo, e che tutta la massa di tanti muscoli e del petto siano fatti a beneficio dell’accelerazione del movimento delle ali (...) a questo rispondo che tanta forza è predisposta oltre che per effettuare l’ordinario sostentamento in aria per mezzo delle ali, per fuggire dal proprio predatore o per catturare una preda con forze che sono raddoppiate o triplicate.

Percossa disopra, (ch) la potenzia del vento, che la percote disopra, non è d’intera calitudine, conciosia che ‘l conio (di) del vento, che si divide del mezo di el l’omero ingiù, leva l’alia insù, quasi colla medesima potenzia che si sia quella che fa il vento superiore a mandare l’alia ingiù.
Nella parte superiore, il vento non investe l’ala con tutta la sua forza considerando che parte di questo vento, come un cuneo, investe la parte inferiore dell’ala; il vento, dividendosi verso il basso in prossimità della metà del bordo dell’omero, alza l’ala verso l’alto, quasi con la stessa forza del vento che investe l’ala nella sua parte superiore spingendola verso il basso.

La coda ha moti e se ‘l destro stremo della coda bassa sarà più basso che ‘l sinistro, allora si volterà inverso il lato sinistro.
La coda compie diversi movimenti: ... quando l’estremità destra della coda è bassa e il lato destro più basso allora l’uccello si volterà verso sinistra.

Quando l’uccello (a) sarà nella disposizione a n c, e vorrà montare in alto, esso alzerà li omeri m o, e troverassi nella figura b m n o d, e premerassi l’aria infralle coste e la punta dell’alie, in modo che la condenserà e daralle moto all’a isu, e genera inpeto nell’aria, il quale inpito d’aria spingerà, per la sua condensazione, l’uccello allo in su.
Quando l’uccello sarà nella disposizione ANC, e vorrà salire di quota, alzerà gli omeri MO. Si troverà così nella posizione indicata nella figura dai punti BMNOD, e premerà l’aria tra i fianchi e la punta delle ali, in modo tale da condensarla e produrre in essa un moto verso l’alto; generando così velocità nell’aria, questa stessa velocità spingerà, a causa della sua condensazione, l’uccello verso l’alto.

Di seguito riporto un'utile bibliografia sull'argomento "Leonardo e il volo".


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[scheda titolo >>>]

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[scheda titolo >>>]


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