Il documento presentato in questa sezione contiene una bozza ovvero una memoria attraverso la quale l’autore, Federico Capone, fa una dettagliata descrizione della traslazione aerea dei corpi, principio al quale dedicò studi e ricerche, indispensabili per poter realizzare il suo prototipo di aereo. Purtroppo il documento, così come ci è pervenuto, sebbene conservi un indubbio valore storico, si presenta tuttavia mutilo in alcune sue parti, nello specifico riporta nel testo una numerazione la quale, originariamente, doveva sicuramente fare riferimento a tabelle o disegni che non sono giunti fino a noi, ma che furono utilizzati, dall’estensore del documento, a supporto degli argomenti trattati.

   In questa lunga dissertazione, l’autore si sofferma, con puntigliosa dovizia di particolari, sul “….modello di un meccanismo di traslazione aerea dei corpi…..” descrive cioè il prototipo di aereo che sarà successivamente realizzato e che, a motivo dei suoi studi e ricerche, gli permetterà di passare alla storia come uno dei pionieri nei primi tentativi del volo. La lettura del testo, soprattutto la parte che riguarda la descrizione dei principi del volo elementare, del volo ordinario e, ancora, la dissertazione sui principi che regolano il volo forzato, permette infine di comprendere quale fosse il bagaglio di nozioni di questo eclettico personaggio che fu Federico Capone il quale, come scriveva il figlio Bosforo “……. pur non avendo solide basi di studi matematici, con l’osservazione intelligente del fenomeno del volo, con esperienze pratiche, guidato dal buon senso, dal raro intuito e dall’acuta intelligenza riuscì a fissare principii che più tardi la scienza sanzionò con le sue leggi rigorose……”

 

Descrizione dell’invenzione

Avente per titolo

“Traslazione aerea dei corpi”

Del

Signor Federico Capone di Altavilla Irpina

   Principi- Premetto che alla traslazione aerea dei corpi concorre più che la resistenza semplice dell’aria, la elasticità della medesima. La elasticità dell’aria, usata nei modi e nelle proporzioni volute dalle sue proprietà fisiche dà un rendimento molto maggiore di quello che dà l’aria, considerata semplicemente come corpo resistente.

   Secondo me, l’elasticità dell’aria è poco sensibile, o dà un rendimento piccolissimo

1° nelle pressioni eccessivamente leggere o eccessivamente forti, 2° nelle pressioni continuative o esercitate da piani giranti attorno ad un loro lato, 3° nelle pressioni esercitate da piani sforniti di elasticità o sopra aria già scossa, 4° allorché infine la reazione elastica dell’aria pressata è insufficiente allo spostamento del corpo destinato a ricevere la reazione dell’aria.

   L’aria è poco elastica proprio al suolo a causa degli elementi eterogenei che ne attutiscono le proprietà elastiche.

   Ciò premesso, ritengo, che due norme siano necessarie per la soluzione del problema di aereonautica.

   1° Gli organi di locomozione debbono essere formati e devono funzionare in modo che producano principalmente la progressione del corpo, oltre al sostenimento di essa.

La progressione per sé sola attenua gli effetti della gravità. Inpressoché un corpo in progressione impiega maggior tempo a cadere, di quanto ne impiega un corpo che cada in linea perpendicolare. Oltre di ciò la progressione, permettendo al corpo di percorrere lo spazio mediante successive parabole, nelle quali la forza pel sollevamento e per la spinta occorre solo durante una metà della traiettoria, si ha che entrante la progressione la forza necessaria alla spinta ed al sostenimento del corpo è pari alla metà del peso del corpo in traslazione.

   2° Il centro di gravità del corpo in traslazione deve trovarsi costantemente indietro al piano perpendicolare passante pei centri di figura degli organi locomotori, costituenti il punto d’appoggio nell’aria.

Questo fatto, allorché gli organi locomotori sono in moto, ed il corpo è nell’area, produce esso solo la progressione del corpo.

Ciò è conseguenza del disquilibrio, che si verifica nel corpo, che è nell’area, allorché gli organi locomotori incontrano la resistenza dell’area stessa.

Perloché il centro di gravità tendendo a mettersi in linea perpendicolare col punto d’appoggio provoca la progressione del corpo.

Tale progressione è la risultante del peso del corpo, della resistenza che il punto d’appoggio incontra nell’aria e del disquilibrio tra il punto d’appoggio ed il centro di gravità del corpo in traslazione.

   Norme per il funzionamento degli organi locomotori -

   Gli organi di locomozione aerea devono agire con moto repentino e alternato dall’alto in basso e dal basso in alto; oltre a ciò devono essere dotati di elasticità.

   I piani, destinati a batter l’aria, devono conservare, durante tutta la loro azione, una disposizione all’orizzonte eguale per tutta la loro superficie, essi cioè non devono battere l’aria girando attorno a un loro lato.

   Modello di un meccanismo per traslazione aerea dei corpi -

   Il meccanismo si compone di un corpo centrale in legno duro, di un eccentrico, con l’albero motore in ferro e infine di due ali in bambù.

   Le ali sono eguali e simmetricamente disposte ai lati opposti del corpo centrale.

Ciascuna ala è costituita da un’armatura orizzontale, sul cui lato posteriore sono fissate a cerniera presso la loro estremità anteriore due piani, consistenti in due palme giapponesi. Queste, prendendo nel funzionamento inclinazioni differenti, producono la spinta ed il sostegno del corpo nell’aria. Sul lato anteriore dell’armatura trovasi un arresto graduato il quale, essendo regolato automaticamente dal funzionamento delle ali stesse, fa prendere ai piani le inclinazioni dovute.

   L’armatura è fissata all’estremità di quattro bastoni eguali e paralleli. Questi a loro volta sono imperniati e giocano all’estremità di quattro supporti, anchessi eguali e paralleli e fissati, questi, a cerniera sopra un piano girante il quale è fissato al corpo centrale, mediante il perno.

   I due bastoni inferiori mediante un prolungamento si attaccano con le estremità inferiori al ginocchio dell’albero motore.

Per effetto di tali disposizioni si ha che allorquando l’eccentrico funziona, i piani mantengono per tutta la loro estensione la medesima disposizione all’orizzonte e descrivono una traiettoria che nella discesa forma una curva con convessità in avanti e nell’ ascesa una curva colla convessità in dietro. Il motore nel presente meccanismo sperimentale è l’elastico che circonda il tamburo dell’eccentrico e che è capace di far compiere parecchi movimenti alle ali.

   Funzionamento del meccanismo ideato -

   Volo elementare.

   Volo elementare chiamo la traslazione aerea dei corpi in discesa. Per questo volo i movimenti sono semplici e la forza è lieve.

   Le ali eseguono movimenti dall’alto in basso e dall’indietro in avanti nella loro discesa e movimenti inversi nell’ascesa; seguono cioè una traiettoria inclinata dall’indietro in avanti.

   Per questo l’eccentrico compie solo metà del suo movimento girante nella discesa e rifà la stessa linea nell’ascesa.

   I piani delle ali mantengonsi orizzontali nella discesa e nell’ascesa prendono la inclinazione determinata dalla non resistenza che nell’ascesa è negativa.

   Le ali compiono sei battute al minuto secondo, eseguono le discese in sei decimi di secondo e le ascese in quattro decimi di secondo.

   L’ampiezza di movimento dei piani delle ali è di centesimi 30.

   La reazione dell’aria battuta è pari ad un chilogrammetro.

   Il corpo in traslazione percorre lo spazio con una inclinazione all’orizzonte di gradi 33 e con una velocità di metri cinque al secondo.

   Spiegazione -

   Lasciato il meccanismo nell’aria e messo in funzione, si manifesta immediatamente un disquilibrio tra il centro di figura dei piani delle ali, che trovano appoggio nell’aria, ed il centro di gravità del meccanismo, abbandonato al suo peso; poiché il centro di gravità trovasi più indietro. In questo disquilibrio i bracci delle ali funzionano da leva sul corpo centrale, il quale descrive perciò una linea inclinata che è la risultante del proprio peso e della leva, che su di esso esercitano le ali per effetto della reazione dell’aria sotto i piani.

   In questa specie di volo il corpo in traslazione ha bisogno di un semplice appoggio ai piani delle ali e non del sostenimento del totale suo peso, quindi richiederà una forza molto minore di quella necessaria per il sostegno del peso del corpo nell’aria.

   Volo Ordinario -

   In questa specie di volo il corpo percorre una traiettoria orizzontale.

   L’eccentrico compie tutto il suo movimento rotativo per effetto del quale le ali descrivono due curve opposte ed eguali, l’una in discesa, l’altra in ascesa.

Il centro di figura dei piani delle ali si mantiene pressoché intorno al centro di gravità del meccanismo.

   La curva, che fa da traiettoria dei piani dell’ala, è in avanti nella discesa e indietro nella ascesa.

   Nella prima metà della discesa i piani dell’ala descrivono una curva che va dall’indietro in avanti, mantenendo costantemente la loro posizione orizzontale.

Questo movimento serve a sostenere il corpo in traslazione.

   Nella seconda metà della discesa i piani delle ali descrivono una traiettoria curva, che va dall’avanti in dietro, prendendo una posizione inclinata dall’indietro in avanti.

Questo movimento produce la spinta orizzontale.

   In questo movimento però, percorrendosi dall’ala una traiettoria, che in senso orizzontale è inversa alla traiettoria del corpo in traslazione, l’ala deve avere una velocità retrograda eguale alla velocità del corpo; senza di che incontrerà una resistenza passiva, che renderà impossibile la progressione.

   Funzionamento del meccanismo nel volo ordinario -

   Nel volo ordinario il corpo comincia per acquistare una velocità iniziale in discesa sia mediante il volo elementare, sia spingendosi dall’alto. Acquistata la velocità iniziale, le ali eseguono il primo movimento discensivo per effetto del quale il corpo in traslazione è totalmente sostenuto e leggermente spinto tanto orizzontalmente che verticalmente. Il corpo in traslazione, per effetto del sostenimento avvenuto e della velocità acquisita cambia la traiettoria discendente in traiettoria ascendente, riacquistando pressoché l’altezza perduta nella discesa e percorrendo pressoché altrettanta distanza orizzontale. Per effetto della spinta verticale poi raggiunge un’altezza perfettamente eguale al punto di partenza: per effetto infine della spinta orizzontale esegue un successivo movimento simile al primo iniziale in principio descritto e che è l’effetto della detta spinta orizzontale e del suo stesso peso e per cui il corpo descrive altra traiettoria inclinata. A questo punto rinnovandosi la discesa dalle ali si ha il proseguimento della traiettoria come nel precedente movimento. Così avvenendo fino a che il meccanismo funziona, si ha la progressione del corpo mediante una forza che sostiene e spinge il corpo solo per una metà della sua traiettoria.

   La forza quindi necessaria al volo ordinario è certamente inferiore alla forza necessaria al totale sostenimento del corpo nell’aria. In questo volo le ali compiono quattro battute a secondo; l’ampiezza del loro percorso è di centesimi 60; il tempo che impiegano nella discesa è eguale a quello che impiegano nell’ascesa, la traiettoria del centro di figura dei piani delle ali è pressoché intorno al centro di gravità del meccanismo. La reazione dell’aria battuta è eguale a tre kilogrammetri. La velocità di traslazione del corpo è di quattro metri a secondo.

   Volo forzato –

   Volo forzato infine è la traslazione dei corpi nell’aria, secondo una traiettoria ascendente.

   In questo volo la spinta verticale e orizzontale è maggiore che nel volo ordinario; per cui più lunga riessendo la linea ascendente, che il corpo fa nella progressione, in rapporto alla linea discendente, ne consegue una traiettoria ascendente. In questo volo il tempo, che l’ala impiega nella discesa è minore del tempo che impiega nell’ascesa.

   La forza occorrente è pari o maggiore alla forza occorrente a sostenere il totale peso del corpo in traslazione.

Altavilla 14 luglio 1890     

Federico Capone         

 

Descrizione a corredo della domanda di un Attestato Completivo dal titolo:

Traslazione aerea dei corpi alla privativa industriale di un anno chiesta dall’On. le Federico Capone, di Altavilla Irpina per “Traslazione aerea dei corpi”.

   Nella memoria annessa alla mia domanda di privativa, presentata il 12 luglio corrente anno sotto il titolo: “Traslazione aerea dei corpi” si è detto che il volo ordinario degli uccelli rappresenta un succedersi di parabole, nelle quali la linea discendente è la risultante di una spinta orizzontale e del peso del corpo in movimento e l’ascendente è la risultante della forza viva acquisita dal corpo nella discesa di una leggiera spinta verticale e del totale sostenimento del peso del corpo nell’aria, durante il percorso della linea ascendente.

   Nella stessa memoria si è detto che il corpo in traslazione cambia la traiettoria discendente in ascendente per effetto del sostenimento totale del peso del corpo durante l’ascesa.

   Ora qui intendo modificare il suespresso concetto nel senso che, nel volo ordinario degli uccelli, come già in quella memoria presentata il 12 luglio, si è detto pel volo elementare dei medesimi, il fattore principale di traslazione è il disquilibrio tra il punto d’appoggio nell’aria ed il centro di gravità del corpo in azione.

   Mercé tale esquilibrio l’inversione della traiettoria discendente in ascendente avviene per un leggiero appoggio, che gli organi locomotori trovano nell’aria, e non già per il totale sostenimento del corpo durante l’ascesa. In grazia del disquilibrio suaccennato, il punto d’appoggio, facendo leva sul centro di gravità, imprime al corpo un’ azione, con una forza ben inferiore al peso di questo, una inclinazione ascendente, la quale insieme alla forza viva acquisita dal corpo nella discesa, ed all’opportuna orientazione degli organi motori, provoca la intera traiettoria ascendente della parabola. Siccome più il disquilibrio è contrario alle leggi naturali, così è che esso, tra il punto d’appoggio ed il centro di gravità tenta continuamente a scomparire. Da evitare che il disquilibrio cessi l’ala, ossia l’organo motore, nella sua elevazione ridà al corpo il disquilibrio perduto nel momento dell’abbassamento suo.

Traslazione aerea dei corpi per solo effetto di corrente d’aria:

   Si sa che i corpi cadono con velocità differente nei diversi momenti della caduta. Giusto le esperienze eseguite i corpi percorrono ordinariamente:

nel primo minuto secondo        m. 9,00

nel primo decimo di secondo      m. 0,05

e perciò può ritenersi, che essi percorrono ordinariamente:

nel primo centesimo di secondo m. 0,0005

nel primo millesimo di secondo m. 0,000005

   Ciò premesso se si considera, che un corpo nell’aria riceve la reazione contro la sua gravità dopo il primo decimo di secondo, allorché cioè ha percorso una discesa di centimetri 5, si ha che, se detta reazione è uguale a 0,05 di kilogrammetro per ogni kilogramma del peso del corpo, questo, impiegando un altro decimo di secondo, ritornerà al punto di partenza. In tal caso quindi il corpo si manterrà nell’aria senza perdere altezza durante due decimi di secondo e mediante una forza eguale a kilogrammetri 0,05 per ogni kilogramma di peso.

Perciò un corpo si manterrà costantemente nell’aria mediante una forza di kilogrammetri 0,2 per ogni kilogrammo di peso. Rifacendo lo stesso ragionamento si ha, che se un corpo nell’aria riceve la reazione contro la sua gravità ogni centesimo di secondo, la forza per mantenerlo costantemente nell’aria sarà di kilogrammetri 0,0025 per ogni kilogramma del suo peso.

   Seguitando così il ragionamento si avrà che un corpo si manterrà nell’aria e vi si trasporterà anche senza sviluppo di propria forza purché sia sotto la influenza di una continua reazione al suo peso e questa ragione sia pari ad una frazione soltanto del suo stesso peso. E’ così che si spiega il mantenersi degli uccelli nell’aria ed anche il trasportarvisi senza sviluppo di forza propria, per solo effetto delle correnti d’aria.

Può quindi affermarsi che la gravità dei corpi allorché sono abbandonati al loro peso nell’aria nei primissimi istanti si manifesta solo parzialmente e gradualmente.

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