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Brabham BT46: the fan car

Erano gli anni del dominio Lotus in Formula 1. Era il 1978. La Brabham, scuderia di proprietà di un non-ancora-ricco-sfondato B. Ecclestone annaspava. Le direttive del boss al suo team tecnico erano chiare: “piuttosto non dormite, ma trovate un modo per battere la Lotus. Inventatevi qualcosa.

E cosi i progettisti si misero (liberamente…) all’opera per cercare di rendere più competitiva la loro vettura. Il team tecnico era guidato da Murray, ma l’idea geniale venne (giustamente) dai suoi assistenti. Ed in realtà anche loro l’avevano permutata dalla Chaparral 2J; monoposto degli anni ’70.

La vettura in questione era una delle monoposto più originale che si siano mai viste (no, non era quella con 6 ruote…). L’autovettura montava un motore V8 da 760 cavalli, abbastanza spumeggiante per mettere in difficoltà la tenuta di strada della macchina che non aveva un’aerodinamica propriamente all’avanguardia. Tuttavia il problema fu genialmente risolto integrando nella parte posteriore dell’automobile… due ventoloni da circa 40 cm di diametro. Erano due ventole da motoslitta che avevano il compito di risucchiare l’area dalla parte bassa dell’autovettura creando una deportanza che la manteneva praticamente appiccicata al suolo… praticamente enfatizzava in maniera attiva il così detto “effetto suolo”. L’idea praticamente incollava l’autovettura al suolo a qualunque velocità e ne aumentava contemporaneamente la manovrabilità.

La Chaparral 2J corse solo nel 1970 e si confermò come l’auto più veloce di tutto il mondiale (anche se non vinse mai una gara) prima di essere vietata dal regolamento (… o meglio dalla pressione di alcuni team influenti, primo fra tutti la McLaren che vedeva scalzato il suo primato di velocità).

Ad ogni modo, tornando alla nostra Brabham, nel 1978. I dispositivi aerodinamici mobili (come appunto le ventole che aumentavano drammaticamente l’aderenza delle autovetture) erano ancora vietati; il vero lascito della Chaparral 2J. Inoltre nella versione originale i ventoloni erano attaccati ad un motore dedicato che aveva anche il (non propriamente marginale) effetto collaterale di aumentare la cilindrata totale dell’autovettura rendendola ulteriormente fuori regolamento.

Ma il team Brabham non si fece scoraggiare; lo studio passò dalle soluzioni tecniche a quello delle norme del regolamento… ed in particolare sull’interpretazione della norma “Se un dispositivo mobile ha un effetto aerodinamico sulla vettura, è regolare a patto che la sua funzione primaria sia diversa”. Era quello che serviva.

Brabham_BT46.png

Gli ingegneri misero il radiatore appositamente sopra il motore e nella parte posteriore dell’autovettura, che a questo punto andava raffreddato. E per raffreddarlo… serviva un ventolone, che ovviamente poteva avere come “effetto collaterale” quello di aumentare la deportanza dell’automobile. La ventola era inoltre collegata ad un’estensione dell’albero primario per cui non aumentava la cilindrata totale del mezzo. Diciamo che la soluzione era inattaccabile da dalle vigenti norme regolamentari.

La vettura debuttò al Gran Premio di Svezia 1978 (per quel che ne so ultimo gran premio disputato in Svezia. La Brabham, motorizzata Alfa Romeo, era guidata da un già-famoso Niki Lauda. Il team aveva pochi dubbi sulla genialità della soluzione e sul fatto che il regolamento non avrebbe potuto bandire la vettura. Anzi, erano così certi della propria superiorità che tentarono addirittura di “rallentare” la vettura imbarcando più carburante possibile. Il dominio fu netto, nettissimo: secondi e terzi in griglia di partenza e stravittoria per Lauda.

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La prima gara della Brabham BT46 coincideva con un successone. Anche l’ultimo. L’unico.

Ancora una volta l’idea del ventolone rompeva le uova nel paniere a troppi “big team” e le scuderie non avevano tutte voglia (chissà se era solo questione di voglia…) di modificare in maniera così importante il design delle loro autovetture. Il regolamento fu dunque aggirato dichiarando la ventola fuori regolamento dato che i piloti delle altre vetture che incappavano nella scia della Brabham BT46 dichiararono di soffrire di una “pioggia” di ghiaia e polvere sollevata dall’aspiratore che ne impediva la visuale.

La Brabham BT46 rimane tutt’oggi l’unica autovettura di Formula 1 ad aver mai corso con una ventola posteriore. La maggior parte del lavoro tecnico e burocratico fu vano (se non atto a dimostrare il drammatico incremento delle prestazioni), spazzato (è il caso di dirlo) da regole fatte ad-hoc.

Una storia forse un po’ triste, ma che conferma che i progressi tecnici sono solo uno (IMHO dovrebbero essere il principale) degli aspetti della vittoria di un prodotto (e non solo in Formula 1); purtroppo aver a che fare con leggi, cavilli e “personaggi influenti” è spesso molto più complicato di studi aerodinamici.

WU

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Kola: il fondo del mondo

Quando a fondo possiamo scavare? No, non nell’animo umano; intendo proprio fisicamente, nella crosta terrestre (… beh, che poi un po’ di ragione a voler scrollarci di dosso potrebbe anche averne…).

Ad ogni modo (derive misantropiche a parte), la domanda non è propriamente stupida. Escludendo i punti più bassi che madre natura ha deciso di fare e quelli che abbiamo fatto “a misura d’uomo” per andare a prelevare questo o quel minerale prezioso (si, intendo le cave), esistono dei progetti di “trivellazione scientifica” proprio per cercare di rispondere alla domanda: quanto a fondo possiamo andare? Cosa c’è tanto sotto di noi? Che informazioni possiamo derivare per migliorare i nostri modelli (compresi quelli di previsione dei terremoti)?

Il Kola Superdeep Borehole è il re di tali progetti di trivellazione. Il punto più profondo (per un bel po’) che siamo riusciti a scavare nella superficie terrestre.

Siamo in unione Sovietica (… e, lasciatemelo dire, dove senno’?), nella penisola di Kola. Il 24 Maggio del 1970 una immensa perforatrice prodotta dalla Uralmash (che di per se è un’altra storia affascinante che vale la pena raccontare) seguita negli anni a venire dai suoi discendenti, inizia a perforare un punto a caso della superficie del pianeta. Già il fatto di dover utilizzare una perforatrice qualche chilometro di profondità pone sfide tecnologiche non indifferenti: attrito, lubrificazione, allineamento della testa girante, estrazione delle sabbie e polveri e via dicendo; la prima sfida era proprio inventare/adattare i macchinari adatti.

Nel 1989, 19 anni di perforazione dopo, le trivelle si fermano. Oggi quel buchetto di circa 23 cm, profondo la bellezza di 12,262 m, è i punto artificiale più profondo scavato al mondo.

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Il buco avrebbe dovuto raggiungere la profondità di 15 km, ma la temperatura rilevata durante lo scavo è cresciuta molto più di quanto i modelli prevedessero, causando una interruzione prematura della perforazione (ci provarono fino al 1992 prima di abbandonare del tutto l’idea). Ai circa 12 km di profondità del foro la temperatura che ci si aspettava era attorno ai 100°C, mentre quella rilevata fu di ben 180°C… il che rese eccessivamente rischioso usare oltre le trivelle. I modelli di densità delle rocce e temperatura sono stai confermati fino a circa 10.000 piedi di profondità; oltre è un modo tutt’oggi ancora da scoprire.

Fra le scoperte che si sono potute fare mediante questa perforazione scientifica vanno annoverate:

  • a circa 7 km di profondità, dove le onde sismiche hanno una variazione di velocità, ci si aspettava di trovare una transizione fra granite e basalto che invece non è stata rilevata. Piuttosto è stata rilevata una “transizione metamorfica” del granito che è da considerasi come la causa più probabile della variazione di onde sismiche a tale profondità.
  • a circa 7 km di profondità le rocce si sono rivelate estremamente porose e cariche d’acqua che non partecipa al ciclo dell’acqua di superficie e che dovrebbe provenire dall’interno stesso della Terra senza la possibilità di poter risalire oltre a causa degli strati impermeabili che sono presenti nei primi km di crosta. Tale acqua si è molto probabilmente formata a seguito della combinazione di idrogeno ed ossigeno rimasti intrappolati belle rocce durante il periodo di formazione della crosta terrestre.
  • fossili di plancton microscopici sono stati trovati fino a 6 km di profondità… ove nessuna forma di vita ci si aspettata di poter trovare.
  • è stata rilevata una quantità di idrogeno estremamente alta durante tutto lo scavo del foro.
  • sono state fatte prove di propagazione di once sismiche artificiali lungo tutto il foro per vedere fino a che distanza si rilevavano
  • sono state fatte prove di propagazione elettrica fino al fondo del foro per vedere come la crosta terrestre trasmette elettricità ed eventuali discontinuità.
  • sono state fatte prove di porosità (molto alta) delle rocce lungo tutto lo scavo, pompando acqua in pressione e verificando la velocità di dispersione della stessa

Nonostante tutti questi sforzi il foro a raggiunto circa un terzo dello scudo basaltico della crosta terreste (in parole povere la base di roccia solida su cui il vecchio continente poggia i piedi) che ha uno spessore stimato attorno ai 35 km oltre il quale ha inizio il mantello.

Oggi il sito è chiuso e meta di parecchi curiosi. L’idea di scava a fondo nella crosta è stata comunque ripresa anche altrove (tipo in Germania, US, Oceano) ed alcuni dei record di Kola sono stati superati, ma il progetto rimane comunque un degno precursore di tutto ciò che abbiamo fatto (pochino ad essere sinceri) per vedere cosa abbiamo sotto i piedi. E’ proprio vero che siamo andati più lontani nello spazio (proprio in questi anni le Voyager stanno superando l’eliopausa) di quanto non siamo riusciti a scendere all’interno del nostro pianeta o esplorare i fondali dei nostri oceani.

Nel 2008 il pozzo petrolifero Al Shaheen Oil Field in Qatar raggiunse la profondità di 12,289 m con un’ulteriore record di espansione orizzontale di 10,902 m … ed il tutto in solo 36 days. Lo scavo fu realizzato dalla Transocean Ltd (la più grande azienda di perforazione mondiale) per conto della Maersk Oil (azienda danese di Oil&Gas) per interessi economici tutt’altro che scientifici. Sempre sulla stessa scia (e su profondità decisamente simili), nel 2011 la Exxon Neftegas Ltd., nell’ambito del progetto Sakhalin-I, ha raggiunto la profondità di 12,345 m (… in 60 giorni anziché in 24 anni come Kola…) al largo dell’isola russa di Sakhalin.

WU

PS. Per me ci starebbe bene [cit. omissis… e non a caso…]:

“Andrea raccoglieva violette ai bordi del pozzo
Andrea gettava riccioli neri nel cerchio del pozzo
Il secchio gli disse “Signore il pozzo è profondo
più profondo del fondo degli occhi della Notte del Pianto”
lui disse “Mi basta, mi basta che sia più profondo di me”
lui disse “Mi basta, mi basta che sia più profondo di me”

La macchina per firmare

Io replicavo le firme dei miei genitori a manina sul diario per giustificare assenza che non erano proprio lecite… diciamo cosi (io?! nooo, non l’ho mai fatto e mai detto! 🙂 ).

Anche in questo i tempi sono cambiati (o forse no). Ad ogni modo diciamo che oggi (a patto da avere un bel gruzzolo da parte, motivo per cui la sQuola potresti anche pensare che non ti serva, per cui troverai sicuramente applicazioni migliori per il congegno) esiste un’alternativa.

Si tratta di un congegno tanto geniale quanto complicato per poter replicare alla perfezione, un numero illimitato di firme una firma. Esatto. Esiste davvero. Ovviamente non è una scatola magica, ma un congegno meccanico “da orologiaio”… ed infatti è stato proprio un orologiaio a progettarla e realizzarla.

MacchinaFirma.png

Una cosa va subito detta: una macchina uguale una firma. Ogni macchina è progettata specificatamente per replicare una firma specifica. Ed ovviamente un oggetto del genere va difeso con accortezza; non è un caso che sia attivabile solo con un codice segreto.
viviamo nell’era del digitale e “clonare” una firma digitale è diventato più o meno semplice; si va dalla semplice immagine all’ID digitale certificata, ma tutto sommato un buon spippolone ci firmare quello che vogliamo. Non è un bene, è una costatazione. Spesso le firme sono messe li tanto per metterle e spesso, invece, le mettiamo con criterio e con (in)soddisfazione.

Farle manualmente è ovviamente un’altra cosa (anche se di certo merce più rara nella quotidianità dei mortali), oltre al fatto che si “esigono” anche in contesti diversi (l’aggeggio in questione potrebbe firmare assegni a ripetizione per conto nostro… ammesso di avere bisogno e disponibilità).

Tornando comunque all’aggeggio: è piccola, portatile, elegante e ci si può “montare” la nostra penna (certamente una BIC da tabaccheria…) preferita. 585 pezzi da orologio che con ingranaggi e molle muovono un braccio retrattile che “danza” per conto nostro sul foglio.

Dulcis in fundo: 365.000 dollaroni… ne deve valere proprio la pen(n)a…

WU

PS. Certo che per tantissimi aspetti il progetto dell’uomo è veramente eccezionale… me ne convinco sempre di più (qualora ce ne fosse bisogno) e lo noto soprattutto quando vedo la complessità e la difficoltà nel realizzare questo genere di invenzioni che fanno con fatica e parzialmente ciò che noi impariamo a fare a 5 anni.

Interferometria

interferometria.png

Non è proprio così semplice (come qui ci illumina XKCD), ma effettivamente è così affascinante. E’ praticamente un’applicazione del principio di sovrapposizione. Un’onda elettromagnetica risultante dalla combinazione di onde separate ha proprietà che sono legare alle onde originarie.

Ora, se le due onde hanno la stessa frequenza può accadere che l’interferenza sia costruttiva, quando le due onde sono in fase, o distruttiva, quando sono fuori fase.

Operativamente, le onde sono spesso radio o laser e la variazione di intensità dell’onda risultante su un rilevatore da una misura dell’entità e del tipo di interferenza fra le due onde originarie. Il metodo ha un incredibile risoluzione e consente di non dover realizzare telescopi/radiotelescopi/rilevatori in generale con estensioni immani, ma semplicemente due o più sorgenti a metri/chilometri/milioni di chilometri di distanza. Il “telescopio” virtuale risultante ha uno specchi di diametro equivalente alla distanza fra le sorgenti (ed è, quasi, indipendente dalla dimensione della singola sorgente)… wow!

Si, abbiamo scoperto così le onde gravitazioni (e non quelle di gravità). E’ così che osserviamo la Terra nei più piccoli dettagli, che determiniamo il moto di stelle binarie o di pianeti extrasolari. Il contro? Una mole non indifferente di dati da post-processare e combinare via software, di certo molto più economico ed affidabile di uno specchio da centinaia di km.

Se solo funzionasse anche con gli esseri animati. E perché fermarsi ai cani? Due menti “in sintonia” che agiscono come un’unica enorme mente a km di distanza? Troppo panteismo? Un po’ di antiche reminiscenze di Gaia? Olismo esasperato? Di sicuro tutti o anche una combinazione di essi, ma da qualche parte al mondo un’altro fesso che sproloquia come me su queste cose, in questo momento, ci deve pur essere (almeno per tranquillizzare l’omino del mio cervello). Che poi non (s)ragioniamo come un’unica mente è assolutamente ovvio ed assolutamente un bene.

WU

312B

Onestamente non ricordo, onestamente non c’ero… e se c’ero dormivo. Ma l’alea di storia e le forme sinuose depongono sicuramente a favore del mito che attorno ad essa si è creato.

La 312B sembra un serbatoio di benzina schiacciato con quattro ruote appiccicate per caso. Ed invece era un vero e proprio missile: motore V12 da 485 cv di derivazione aeronautica, doppia ala frontale, mega alettone posteriore, telaio tubolare semi-monoscocca e trave posteriore alla quale era sospeso il propulsore. Nasceva dalle ceneri della 312 e fu la prima Ferrari (ed in generale la prima vettura di F1) a montare un motore Tipo 001, un 12 cilindri “boxer” da 3000 cm3.

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Il bolide debuttò nel 1970 e fu da base per i dieci anni successivi nei quali il Cavallino si portò a casa 37 Gp, 4 titoli costruttori e 3 piloti. Insomma, un po’ la macchina della rinascita, la macchina che sancì il passaggio della Ferrari da scuderia di garage a grande casa automobilistica.

Ovviamente le cose si tingono di storia e la storia di leggenda. Oggi un esemplare è stato ripescato dalla ruggine, rimesso a nuovo (ma sempre con i materiali ed i metodi di 47 anni or sono), riprovato in pista (con successo) e messo anche come attore principale di una pellicola stile amarcorde per rivivere quegli anni.

WU

PS. Altra chicca storia, il 1970, anno del debutto della 312B con tre vittorie per il Cavallino che lottò per il titolo mondiale fino alla penultima gara, il titolo piloti fu assegnato postumo, per l’unica volta nella storia (finora) ad un pilota morto (sul circuito di Monza: Jochen Rindt.

Strandbeesten

A dir la verità ero partito con l’idea di sproloquiare un po’ a vanvera sull’arte cinetica. In realtà abbastanza presto mi sono imbattuto in Theo Jansen ed ho cancellato in blocco la bozza di post.

Trattasi di un artista olandese (un binomio effettivamente non comune dai pittori fiamminghi in poi) che si cimenta soprattutto nell’arte cinetica. Appunto. Ma con punte che mi affascinano decisamente. In particolare quando iniziamo a parlare di Strandbeesten.

Per coloro che non lo sapessero l’olandese è quella lingue che prende il peggio dell’inglese e del tedesco per creare un crogiolo inascoltabile ed illeggibile (non me ne vogliano gli olandesi), quindi, senza troppa fantasia il Strandbeesten sta per “animali della spiaggia”.

L’artista è praticamente una specie di ponte fra il mondo dell’ingegneria e quello dell’arte: “i confini tra arte e ingegneria esistono solo nelle nostre menti”.

In pratica è da più di 30 anni che l’Artista si diletta nel mettere assieme tubi di PVC, nastro adesivo, fascette, sensori, pezzi di legno e pallet per dar vita ad enormi scheletri animali e/o insettoni semoventi.

La fonte di energia è il vento (decisamente abbondante sulle coste olandesi dove l’Artista ha il suo laboratorio) e negli anni le creature si sono (ovviamente, ma non naturalmente in questo caso) evolute fino ad avere anche la capacità di immagazzinare energia eolica in bottiglie di aria compressa che poi possono essere usate nei momenti di vento mancante o insufficiente.

Le arto-macchine sono completate da una serie di sensori ed algoritmi di memorizzazione che le rendono anche in grado di imparare dall’ambiente circostante ed indirizzare di conseguenza i propri movimenti.

In origine “le bestie” erano concepite per essere statue statiche da esporre sulla spiaggia, ma poi con gli anni l’Artista (che ha alle sue spalle studi ingegneristici ed esperienze universitarie) le ha egregiamente dotate di capacità deambulatorie.

Il principio base del meccanismo di deambulazione si basa su un insieme di 11 “numeri magici” che determinano la lunghezza di altrettanti segmenti si una “articolazione base” delle macchine. I “muscoli” sono tubi di PVC di diametro diverso che funzionano a mo’ di pistone. Lo “stomaco” è un insieme di bottiglie di plastica che immagazzinano aria compressa per poterla usare in caso di emergenza. Ed il cervello è un piccolo sistema pneumatico che memorizza il numero dei passi da ripetere in una configurazione binaria.

Fantastico, artistico, ignegneristico, mobile e low-cost.

WU

Propulsion principles

During Eighties the modern aerospace principles were set. Before they were still the same defined by the ancient Chinese, since the black powder discovery. All of these principle rely on a single, consolidated, sacrosanct dynamic law: the reactive force..

Based on these principle we arrived, somehow to atmospheric supersonic propulsion and satellites send here and there in our solar system (and beyond).

Still during Eighties, the Russian engineer Tsiolkowsky (which, by the way was the same to define the propulsion principles actually allowing us to fly still today) defined the 15 steps required for the “cosmonaut development program”:

  • Arranged rocket for flight training on it.
  • Subsequent aircraft wings are reduced, speed increase.
  • Penetrate very close atmosphere.
  • Flights above the atmosphere and low-gravity planning.
  • Create satellites that return to Earth after the flight.
  • Satellites are settled around the Earth, but can come back to Earth.
  • Provide breathing and feeding cosmonauts by plants.
  • Landing modules, satellites for broadcasting and connection.
  • Widely used greenhouses to ensure the independence of man from the Earth.
  • Arranging of extensive settlements around the Earth.
  • Use solar energy, not only for a comfortable life, but also to move through the solar system (Solar sails).
  • Founded the colony in the asteroid belt and other places of the solar system.
  • Develop and expand the number of space colonies.
  • The population of the Solar system is multiplied. Settling around the Milky Way starts.
  • Sun is cooling down. Mankind is removed to other Suns.

As usual below my humble, free and lovely useless comments:

  • Done. The concept of flight training is now a sort of video gaming…
  • Done. Two or more wings planes are not common any more and supersonic planes have relatively reduced wings
  • Done. Almost at any altitude and also with or without planes…
  • Done. Should I mention any manned low Earth orbit mission?
  • Done. Should I mention the space shuttle?
  • Done. Should I mention the MIR, Space Station or the Tiangong?
  • Almost done. We are working on it. Astronauts do not yet eat plants, but they cultivated them in space.
  • Done. Done. Done. Extensively.
  • Not done. Actually from now our achievements did’t reach yet the Tsiolkowsky’s targets. We are still far from reaching any of the following points and even working on them, with our current propulsion principles knowledge, it seems unrealistic to target all of them.

Let’s say that we have rather good chances of setting up space colonies and use solar sails, but I’m rather skeptical that we have any other option (at the moment?) than staying around our Sun. The last two points, in particular, do not seem to me (only?) actually feasible within a human being lifetime (… unless we reach such evolution stages).

I can not avoid, however, to note how accurate the Tsiolkowsky predictions were until today (I’m talking about someone which was able to tell these stuffs in a century when noting man-made wasn’t moving above our heads), thus I should at least assume that he can not be completely wrong regarding what will happen in future.

This is the only reason motivating me to leave a glimmer in believing in propulsion systems other than action-reaction (here I should list a rather long list of potential/Iwanttobelieve/flyingsaucer/bullshit/semi-bullshit ideas and technologies).

WU