(Hip to be Square) Volando verso i sessant'anni
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Una battuta, ormai trita, dice che il Bede BD-4 (nella foto sopra) è l'aereo che viene confuso con la cassa nella quale viene spedito. Ma essere un po' quadrati evidentemente paga. Almeno a giudicare dalla longevità di un progetto che ormai ha già più di sessant'anni.
Quando Jim Bede, il progettista del BD-4, lasciò la North American Aviation nel 1961, lo fece per dedicarsi alla risoluzione di un problema: " Non capivo perché una persona con gli utensili giusti, un luogo asciutto dove lavorare e un po' di abilità manuale non potesse costruirsi un aeroplano che lo portasse dovunque un Cessna o un Piper lo potevano condurre".
Ma la soluzione probabilmente l'aveva già in mente: un aereo con una fusoliera formata da una cassa a sezione quadrata, o meglio, rettangolare. Un traliccio di angolati di alluminio semplicemente imbullonati e rivestiti di pannelli di alluminio incollati con un adesivo. Jim Bede aveva inventato le costruzioni aeronautiche amatoriali.
Il primo progetto della novella Bede Aircraft Corporation, designato BD-1, fu adottato dalla Grumman che ne fece un aereo leggero di prouzione industriale. Ma l'idea di Bede di un aereo in ogni garage si concretizzò nel BD-4. Oggi, cinquant'anni dopo, e dopo più di 3000 piani di costruzione venduti, il BD-4, ora nella sua versione C, venduta dalla nuova azienda Bede Aero, è ancora un'opzione molto valida, per chi vuole costruirsi il proprio aereo.
Il seguente articolo riporta le impressioni di un ingegnere informatico americano, senza nessuna esperienza costruttiva, il quale ha scelto di assemblare un nuovo BD-4C per sostituire il suo vecchio Piper.
Buona lettura.
Bede BD-4. Un precursore che tiene il passo coi tempi.
Di Scott Spangler (Traduzione di L. Pavese)
Con tutti i kit disponibili che c’erano, ma perché il signor Art Zemon ha optato per un design di cinquant’anni fa? È una domanda che gli fanno spesso, di solito seguita da un “ma sei scemo?”
“Il BD-4 non è carino”, dice il cinquantanovenne Zemon, un ingegnere informatico basato sul campo dell’aeroporto della Contea di St.Charles a ovest di Saint Louis, Missouri. “Sembra lo scatolone nel quale te lo spediscono. Ma è di un’efficienza pazzesca!”
Pilota dal 1987, Zemon cominciò nel 2006 a sentire la voglia di un aereo nuovo per sostituire il suo Piper Arrow del 1968. “Certe cose cominciavano a consumarsi irrimediabilmente, e volevo rimpiazzare tutte quelle cose elettromeccaniche con dei begli aggeggi elettronici moderni.
“ Il prezzo di plance “glass” compatibili con lo Arrow arriva facilmente alle cinque cifre, e semplicemente non volevo buttare tutti quei soldi nel mio aereo vecchio di quarant'anni. Con ciò, ho cominciato a rimuginare su cosa avrei voluto avere in alternativa e come procurarmelo.”
Gli aeroplani nuovi sul mercato costavano troppo. “Rimanevano i “fatti-in-casa”. E così, per ridurre il campo di ricerca, Zemon mise giù una lista di requisiti, sulla base della sua tipica “missione”, cioè un volo di trasferimento.
“Quattro posti: mi piace portare più di un passeggero alla volta”; e il sedile posteriore permette un accesso al bagaglio più facile, quando viaggia con sua moglie.
“Almeno tanto veloce quanto lo Arrow, 130 nodi. Preferibilmente più veloce”.
“Più spazioso dello Arrow, che è largo cm 107, ma ha solo cm 13 di spazio per i piedi nei posti di dietro”.
“Strumentazione completamente elettronica, senza pompe a vuoto”.
Per finire, l’aereo doveva essere un kit. Siccome questo era il primo progetto di autocostruzione di Zemon, costruire da zero partendo solo dai disegni lo intimoriva un po’, e avrebbe richiesto troppo tempo.
Guardando gli aerei esposti alla AirVenture, Zemon ne trovò solo alcuni che rispondevano ai suoi requisiti: per esempio, il Glasair Sportsman, che però tecnicamente è solo un 2+2.
Il Van’s RV-10 sembrava la scelta più logica, ma il suo motore a sei cilindri da hp 235 consumava troppa costosa benzina avio per viaggiare a 165 nodi.
Sorprendendo anche sé stesso, Zemon disse: “Continuavo a rivolgermi verso il BD-4. Certo ha un aspetto pesante, a forma di scatolone; ma io, da ingegnere, apprezzo di più la buona progettazione dell’aspetto.
“Viaggia a 166 nodi con hp 200 [e presto arriverà a 173 nodi, sempre con hp 200, grazie a certe migliorie apportate in fabbrica. nda]. La cabina è più larga e lunga di quella dello Arrow. E non si deve salire su un’ala, per poi calarsi nell’aereo: una cosa che sia io che mia moglie apprezzeremo certamente in fuuturo, avvicinandoci alla terza età.”
Un precursore
Jim Bede aveva disegnato il BD-4 per andare oltre lo standard strutturale stabilito dal Capitolo 23 del regolamento aereo federale statunitense (FAR Part 23) per un aereo di categoria Normal e Utility, e acrobatico sino al peso massimo di 1400 libbre (kg 635). Bede presentò il suo progetto al raduno della EAA (Experimental Aircraft Association) di Rockford nel 1968, e allora si trattava veramente di un aereo che precorreva i tempi. Non solo il BD-4 era un quadriposto interamente metallico, ma era parzialmente saldato con adesivi e non rivettato.
Fondamentalmente, il corpo di un BD-4 è quello di un BD-1 capovolto. Il BD-1 era un biposto ad ala bassa che volò per la prima volta nel 1963, e divenne poi il Grumman American AA-1.
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| BD-1 |
Entrambi i progetti prediligevano l’efficienza del procedimento costruttivo, per esempio optando per angoli retti nella forma e fusoliere dai lati a lastre piane. Il BD-4 offriva anche l’opzione delle ali ripiegabili e di diverse configurazioni del carrello d’atterraggio.
Essendo stato progettato per costruttori con poca o nessuna esperienza, la struttura della fusoliera a gabbia di sicurezza è imbullonata come un modello del Meccano. Però, mi ha detto Zemon: “ Anche se non si deve saldare niente, si devono per esempio prima svitare e poi riavvitare 58 bulloni tipo AN3 per montare la paratia antifiamma in acciaio inossidabile.”
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| Solo alcuni dei bulloni che assicurano il parafiamma. Il pezzo centrale è la gamba anteriore del carrello. |
Descrivendo il BD-4 in un forum di Rockford del 1969 (che fu verbalizzato e trascritto sulla rivista Sport Aviation), Bede disse che il suo obbiettivo era stato quello di rendere le cose molto meno complicate per un costruttore amatoriale. Ciò aveva permesso un risparmio, senza bisogno di “usare materiali meno costosi”. Per esempio, gli angoli della fusoliera sono sagomati alla pressa, perché “gli angoli dei profilati metallici non sono mai esattamente di 90⁰”.
Quando suo padre introdusse il BD-4, disse Jim Bede Junior, il quale ha rilevato l’azienda alla morte del padre nel 2015, “papà credeva che i costruttori amatoriali si sarebbero potuti procurare le ruote, i freni e altri pezzi altrove; per cui vendeva solo le cose che erano più difficili da reperire, come per esempio le componenti angolate della fusoliera in alluminio”. La sorpresa fu che i costruttori, invece, volevano tutti i pezzi, “perciò,nel 1969, cominciò a vendere i kit di montaggio”.
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| Uno spaccato del BD-4 originale. |
L’annuncio pubblicitario del Bede BD-4 nel numero di novembre 1969 di Sport Aviation elenca sette “pacchetti” del kit, che vanno dai $ 178 per i comandi della fusoliera fino ai $ 262 per le ali. Il kit di montaggio completo, comprendente gli strumenti ($ 514) e gli impianti elettrici costava $ 2940, escluso il motore. L’azienda, basata allora al Cuyahoga Airport, disse Bede Junior, nell’arco di tre mesi passò da un piccolo T-hangar al più grande hangar disponibile all’aeroporto di Cleveland, Ohio. L’interesse nel BD-4 è calato e risalito tante volte, negli ultimi cinquant’anni, secondo Bede, “ma l’aereo è stato sempre disponibile”.
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| L'originale libro di Jim Bede. Il libro conteneva i disegni del BD-4, foto che illustravano, passo per passo, la costruzione dell'aereo, una lista degli utensili e dei materiali necessari, consigli su come svolgere i collaudi e ottenere l'approvazione della F.A.A. statunitense |
Poco prima che Zemon cominciasse a cercare un nuovo aereo, Bedecorp aveva aggiornato le dimensioni del BD-4 per adattarle agli operatori del ventunesimo secolo. “Nessuno negli Stati Uniti sta rimpicciolendo, quindi abbiamo fatto una fusoliera più larga di cm 10 (circa) e più lunga di cm 35,5. “La porterò a Oshkosh,” mi aveva detto Tim Becker, un ingegnere aeronautico alto m 1,95, che lavorava con Jim Bede padre.
La modifica più significativa è stata la sostituzione con parti in metallo dei pannelli-centina alari in fibra di vetro del BD-4B. “Le sezioni alari in fibra di vetro scivolavano bene sul longherone tubolare, e le linguette apposite le allineavano alla perfezione, quindi l’assemblaggio era molto semplice,” disse Becker. “Ma, le centine usate per delimitare i serbatoi del carburante a volte perdevano.”
Per la precisione questa nuova ala metallica, saldata con adesivi, con centine di alluminio a nido d’ape tagliate meccatronicamente con CNC, era stata introdotta dalla Bede sul suo monoposto BD-17, dice Becker; ed è stato “uno sviluppo naturale” trasferirla applicarla anche al BD-4”. Le centine solide, diventano paratie che determinano la capacità di carburante dell’ala “bagnata” (la benzina viene pompata direttamente nell’ala, in assenza di un serbatoio vero e proprio), la quale varia da l 193 circa a l 302. Nell’ala vi sono inoltre nuovi punti di immissione della benzina, e piccole pinne con le quali si creano “punti di alimentazione artificiali più bassi, così il carburante sarà sempre disponibile, a meno che l’aereo non sia invertito.” Un’ala diritta senza diedro positivo, mi spiegava Becker, quando si decolla con pochi galloni nei serbatoi alari formati dai pannelli/centina, potrebbe lasciare a secco i punti di immissione del carburante.
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| La pinna che racchiude le coppette di raccolta della benzina, sotto l'ala |
Beta Tester (Si chiama così chi partecipa al programma di collaudo di un nuovo prodotto, prima che questo venga rilasciato commercialmente).
Vista la sua mancanza di esperienza come costruttore, Zemon era un po’ preoccupato all’idea di essere il beta-tester del kit del BD-4C e del centro Bede di assistenza alla clientela, ora basato all’aeroporto internazionale di St.Lucie in Florida. “Ma i Bede mi hanno molto favorevolmente colpito, essendo completamente onesti riguardo alla novità del programma di assistenza al costruttore: mi hanno detto che avrebbero risolto ogni problema, e lo hanno fatto. Assolutamente”, ha confermato Zemon.
“Stiamo costruendo questa azienda un cliente alla volta,” disse Bede. Per esempio, non riuscendo a risolvere un problema relativo allo stabilatore (stabilizzatore ed equilibratore in una sola componente) al telefono, “ho inviato un tecnico nel laboratorio di Art Zemon a St. Louis per aiutarlo, a carico nostro”.
Zemon trascorse tre giorni a prototipare il servizio di assistenza al costruttore. A parte l’assistenza diretta da parte dell’azienda, i vantaggi principali del servizio sono costituiti dagli utensili e dalle attrezzature fornite per costruire e saldare (con adesivi) un’ala che deve essere perfettamente allineata. Ma prima, bisogna imbullonare i pezzi angolari di alluminio sul traliccio di sicurezza della fusoliera, per mezzo di circa 1200 bulloni AN.
All’inizio Zemon avrebbe pensato che eliminare le sbavature sui pezzi di alluminio fosse la parte più noiosa del lavoro, ma poi ha dovuto miscelare, con cautela, nove “cup” (ml 2129) o 4,5 libbre (circa kg 2) del Pro-Seal necessario ad incollare il rivestimento dell’ala alle centine di alluminio a nido d’ape. Per l’esattezza, ne ha miscelato due tipi: il Pro-Seal normale e la miscela a prova di etanolo impiegata nei compartimenti del carburante. “Costa di più, ma permette agli aviatori di usare la benzina per automobili,” mi ha detto Becker.
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| Si vedono chiaramente le centine a nido d'ape, mentre Mr. Zemon vi applica l'adesivo a prova di etanolo (additivo della benzina per autotrazione) |
Zemon cominciò la costruzione del BD-4 nel suo garage, basandosi su una combinazione di disegni originali fatti a mano e disegni prodotti per mezzo del CAD, i quali gradualmente hanno sostituito i primi. In qualità di costruttore e Beta-tester, le telefonate di Zemon e le sue email hanno contribuito a migliorare i disegni fatti col CAD e l’assistenza alla clientela, oltre a tutte le componenti del nuovo kit.
La spedizione della fusoliera comprende tutti i pezzi angolari presagomati, i “fazzoletti” di giunzione pre-tagliati, il rivestimento di alluminio e tutte le viti. Il “pacchetto” dell’ala è costituito dalle centine di alluminio a nido d’ape tagliate per mezzo di CNC, i longheroni principali e quelli posteriori pre-sagomati, i rivestimenti già dimensionati dell’ala, degli alettoni, dei flap e le rispettive centine di mogano presagomate, e i tubi di torsione. L’adesivo Pro-seal, i nuovi punti di immissione e gli invii elettrici del carburante completano il kit di montaggio.
A cominciare dalle superfici di coda già incollate, la spedizione dei controlli consiste in tutte le viti, i cuscinetti, le componenti di metallo saldate, le aste e il sistema delle alette di compensazione. Il “pacchetto” del carrello contiene le zampe principali di fibra a S-ply, la gamba anteriore pre-sagomata, le ruote, i freni, la pompa e i tubi del liquido frenante, e tutte le viti. Con la spedizione finale vengono fornite le estremità alari e i finestrini.
I longheroni tubolari di alluminio estruso 6061-T6 non sono una novità, come diceva Bede il vecchio, in occasione del forum del 1969. I tedeschi ed altri li avevano già usati durante la seconda guerra mondiale. Essendo i tubi dotati di un eccellente rapporto fra robustezza e peso, rende molto difficile che si pieghino. Di conseguenza, il design a sbalzo dell’ala è più semplice di una struttura controventata, che ha i suoi giunti più sollecitati nell’ala stessa e nella fusoliera.
Il longherone dell’ala è composto da più parti. Il longherone principale dell’ala e i longheroni della sezione centrale sono di diametro diverso, sia esternamente che all’interno. Perciò, i due pezzi del longherone si infilano come una stretta manica l’uno nell’altro, sovrapponendosi di circa cm 30, e sono assicurati da alcuni bulloni. Quando, con il suo cooperativo mentore del Chapter (Circolo) 32 della EAA (Experimental Aircraft Association), ha alzato i pannelli del rivestimento alare per posizionarli Zemon ha fatto una scoperta: “niente, a questo mondo, è perfetto”.
Cioè, i longheroni non erano esattamente rotondi. Essendo ovalizzati per qualche millesimo di pollice, i longheroni non entravano l’uno nell’altro. “Fu una vera rottura”, mi disse Zemon, il quale alla fine risolvette il problema con un trapano e un utensile Flex-hone (alesatrice). Sulla base di quest’esperienza, i costruttori farebbero meglio ad assicurarsi che le sezioni dei longheroni siano unite correttamente, prima di saldarvi le centine e il rivestimento.
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| Bedecorp BD-4C. Longherone e centine alari |
L’adesivo a contatto 3M Neoprene 10 (conosciuto anche come Scotch-Weld) è il composto che salda il rivestimento della fusoliera. Questo adesivo a contatto ad alta efficacia salda lamine di acciaio inossidabile, acciaio rullato a freddo e molti tipi di plastica a varie strutture sottostanti. Godendo di un’ottima resistenza al calore e all’umidità, mantiene l’aderenza sino a 300⁰ F (C 149⁰). Ma costa molto, mi disse Zemon, e i costruttori devono tenerlo a mente e pianificare la costruzione, perché il Neoprene 10 dura poco una volta aperto.
Usare lo Scotch-Weld, ha detto Zemon, è molto semplice, in teoria. Si spalma sulla struttura della fusoliera e sul rivestimento della fusoliera, in corrispondenza dei punti nei quali vengono a contatto. “Poi si attacca il rivestimento all’aereo. Bisogna farlo bene la prima volta, perché una volta che si è attaccato, non si muove più”.
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| Mr. Zemon applica l'adesivo alla stuttura della fusoliera |
A dir la verità, la cosa è un po’ più complessa. Per allineare i pezzi della “pelle” dell’aereo, Zemon ha praticato piccoli fori all’estremità del pannello di rivestimento e fori corrispondenti nel traliccio della fusoliera. Mentre la moglie e “alcuni pezzi raccogliticci di regno piazzati con giudizio” mantenevano il rivestimento separato dalla fusoliera, Zemon allineava la “pelle” dell’aereo e vi inseriva dei ribattini temporanei Cleco. Dopodiché il rivestimento è stato applicato sul traliccio di fusoliera come una decalcomania, “stando molto attenti a non produrre pieghe nell’alluminio da 0,016” e pressando le superfici con un rullo di gomma solida.
Siccome desiderava sedili regolabili in volo, Zemon ha sostituito i sedili originali del BD-4, regolabili al suolo, con altri provenienti da un Piper. “Non lo rifarei”. Accorciare le montature dei sedili è stato molto lungo e complicato, e alla fine non c’è rimasto comunque molto spazio per la testa nell’abitacolo. È una cosa dell’aereo che non mi piace proprio.”
Il pannello degli strumenti è tutta un’altra storia. Zemon ha installato lo iEFIS della MGL, un sistema integrato tipo “touchscreen”, con due monitor Challenger da 10.4 pollici. “Essendo un ingegnere informatico, apprezzo molto il formato “open source” della MGL. Non intendo hackerare i loro programmi, ma mi piace il fatto che posso ricavarne dei dati; e ho trovato che l’azienda sia molto disponibile.”
A supporto del sistema vi sono un pannello audio PS Engineering PDA360EX, VAL Avionics com 2000 and nav 2000, un Transponder Trig TT22 e una combinazione WAAS/GPS che soddisfa i requisiti ADS-B Out. Un ricevitore portatile e il suo iPad mostreranno a Zemon le informazioni sul traffico, basate sullo ADS-B e la situazione meteo. “Quest’inverno, installerò anche un Garmin GTN 650”.
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| La moderna plancia (ma temporanea) del BD-4C "Zemon". È visibile la nuova levetta del trim (nera, fra i sedili). Due porte facilitano l'accesso all'abitacolo |
La cosa più impegnativa è stata montare i servocomandi dell’autopilota. La faccenda è diventata anche l’argomento di quattro post sul blog di Zemon (https://cheerfulcurmudgeon.com). Alla fine, ha montato il servocomando del beccheggio dietro il bagagliaio, e quello del rollio sotto il sedile posteriore destro.
Zemon ha dotato il suo aereo di un motore Lycoming IO-360 da hp 200 (kW 149) con un’elica a giri costanti. “Si tratta di un accoppiamento certificato (dall’Aviazione Civile) che proviene da uno Skybolt. Perciò, dovrò solo superare un programma di collaudo di 25 ore Phase I, il che mi consentirà di portare l’aereo a Oshkosh per il 50⁰ anniversario.”
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| Foto Bede Aero |
Sin dall’inizio, come dicevamo, l’aereo di Zemon è stato il Beta-Tester per i kit “dal parafiamma in avanti” che la Bedecorp sta sviluppando al suo centro di assistenza per i costruttori, diceva Becker. Bedecorp già riceve prezzatura OEM (Original Equipment Manufacturer) per i motori Continental, Superior e UL.
L’ultima stadio da superare è stato quello di applicare la verniciatura. Quando Zemon si preparava a verniciare l’aereo diceva: “Stiamo pensando di verniciarlo in bianco e di usare delle applique di vinile per farlo sembrare come se fosse passato attraverso una sfilata con stelle filanti, per far risaltare le forme angolose dell’aereo.”
Ritornando col pensiero agli inizi, “ho affrontato una miriade di piccole sfide, perché c’erano talmente tante cose che non sapevo,” Dice Zemon. “ Forse il più grande problema è stato il tempo. Ho cercato di lavorare alla costruzione dell’aereo tutte le sere; ma sono incorso in qualche problema, come succede nella vita di tutti, per esempio doversi prendere cura degli anziani. Non era proprio un progetto che sarebbe dovuto durare sei anni, forse tre”.
Quando aveva cominciato, Zemon si aspettava un compito noioso, da dover svolgere, “così da poter avere un bell’ aeroplano”. Invece, costruire il BD-4C si è rivelato molto piacevole e gratificante. “Avendo lavorato sempre sui computer, è stato bello per me realizzare qualcosa di concreto che potessi toccare con mano, che realmente esiste. Posso muovere la barra e osservare gli alettoni che si muovono. Vorrei averci provato molto prima nella vita”.
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| Foto Zemon |
Quest'articolo risale al 14 giugno 2018, e fu pubblicato sulla rivista statunitense Kitplanes. Lo ho tradotto e pubblicato qui con il loro permesso.
L'autore Scott Spangler, pilota dal 1976, è uno dei fondatori della rivista Flight Training. Nel 1999 ha lanciato e curato il programma Mentor della NAFI (l'associazione degli Istruttori di Volo statunitensi); e per sette anni è stato il capo redattore delle pubblicazioni della EAA (Experimental Aircraft Association, l'associazione dei costruttori amatoriali statunitense).
Qui di seguito troverete il video di un pilota americano, il quale dopo aver paragonato varie opzioni sul mercato (perché sta pensando di sostituire il suo Mooney), dice che il Bede BD-4C è probabilmente la scelta migliore. Il video si intitola: " Are cheaper airplanes actually better?" e cioè: "Non saranno gli aerei economici una scelta migliore?" Stiamo lavorando a una traduzione del testo.
Grazie,
L. Pavese
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