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“Mechanical Mike” (il primo computer analogico)

La storia del primo computer analogico, “Mechanical Mike”, un autopilota che permise a Wiley Post di fare il giro del mondo con l’aereo.

L’aereo Lockheed Vega di Wiley Post, che si chiamava Winnie Mae, fece il 1931 un record mondiale volando in tutto il mondo in 8 giorni con Harold Gatty come navigatore.

Un equipaggiamento chiave nell’aereo di Winnie Mae era all’epoca il nuovo pilota automatico Sperry che Wiley Post chiamava “Mechanical Mike” e che aveva testato per circa 85 ore di volo. Quello un computer completamente analogico in grado di controllare un aereo, quindi lo possiamo definire il primo computer analogico della storia.

Sviluppato da Elmer e Lawrence Sperry nei primi anni 1920, il “pilota robot” utilizzava due giroscopi e misurava solo 9 x 10 x 15 pollici. Uno di questi era un giroscopio azimutale (direzionale), che forniva un dato per il controllo della rotta dell’aereo. L’altro era un giroscopio orizzontale, che forniva un dato per il controllo longitudinale e laterale dell’aereo.

I due giroscopi erano azionati ad aria e correvano a una velocità di 15.000 giri al minuto. Il pilota umano potrebbe passare da pilota automatico a controllo manuale a piacimento, ma poteva anche cambiare rotta, arrampicarsi o immergersi ruotando i telecomandi sull’autopilota, effettuando così le modifiche del volo senza disinnestare l’autopilota. L’apparato era dotato di una frizione manuale per disinnestare il pilota automatico per decolli e atterraggi.

Era stato incorporato un meccanismo in modo tale che quando l’aereo si inclinava attorno al suo asse longitudinale, il giroscopio stabilizzato resisteva e si apriva una valvola a getto d’aria attivata che, attraverso un servomeccanismo a olio, spostava i cavi di controllo per rimuovere la resistenza regolando gli alettoni per alzare il livello delle ali dell’aereo.

Un meccanismo simile sullo stesso giroscopio controllava il passo dell’aeroplano attorno all’asse laterale spostando i cavi di controllo in avanti e indietro, se necessario, per regolare gli elevatori. L’altro giroscopio controllava il giroscopio direzionale (che veniva impostato periodicamente in base alla bussola magnetica) e attraverso il suo servomeccanismo a olio faceva piccole regolazioni sul timone per imbardare l’aereo per mantenere una rotta predeterminata.

L’intero apparato pesava 70 chili e merita apprezzamento per il fatto che tali dispositivi no erano stati provati approfonditamente nel momento in cui Post stava pianificando il suo volo mondiale!

Nel 1933, Post ripeté il suo volo intorno al mondo, ma questa volta lo fece da solo, con l’aiuto dell’autopilota e della bussola radio.

Il pilota automatico Sperry utilizzato da Post per il volo del 1933 differiva in modo importante dai precedenti autopiloti. Altri piloti automatici dell’epoca usavano “pick-off” elettrici per determinare i movimenti relativi dell’aeromobile e gli assi “fissi” dei giroscopi rotanti e utilizzavano un dispositivo di scorrimento, flusso di energia “azionato dal vento” come motivo alimentazione per consentire all’autopilota di spostare le superfici di controllo. L’autopilota Sperry era pneumatico. Per gli autopiloti elettrici era necessaria una piccola elica posta esternamente per raggiungere questa potenza motrice. Questo tipo di dispositivo creava resistenza ed era relativamente inefficiente come fonte di energia.

L’autopilota Sperry di Post utilizzava dei pick-up a getto d’aria strettamente associati alle piattaforme giroscopiche, un sistema meno soggetto a problemi meccanici comuni in altri autopiloti che utilizzavano vari contatti elettrici. Il meccanismo di prelievo del getto d’aria utilizzato nel Winnie Mae è stato il primo pilota automatico con questo nuovo meccanismo. L’autopilota era completamente meccanico (pneumatico) e non utilizzava energia elettrica.

Le prese d’aria giroscopiche orizzontali consistevano in due dischi emisferici che erano fissati alla piattaforma giroscopica e, con l’aereo che volava dritto e in piano, i bordi dei dischi ricevevano la stessa pressione dai getti d’aria. Se l’aereo punta il muso verso l’alto e/o si inclina, come per una raffica, uno o più getti d’aria non incontrerebbero una porzione del disco, permettendo a più aria di fluire dal rispettivo getto. La differenza nel flusso d’aria attivava la valvola dell’aria associata che quindi apriva una valvola idraulica e faceva muovere i pistoni che erano attaccati alle rispettive superfici degli alettoni o degli elevatori. Le superfici appropriate si spostarono per riportare l’aereo nella posizione in cui i pick-up del flusso d’aria erano uguali.

Il giroscopio di prua, che controllava il timone, era disposto in modo tale che il montaggio del disco emisferico faceva muovere i getti dell’aria con l’aereo anziché con il giroscopio. Ciò ha permetteva al pilota di riportare l’aereo nell’azimut a 360 ° da nord. Altrimenti, il meccanismo funzionava in modo identico a quello del giroscopio orizzontale.

Una manopola “ascensore” alla destra dell’orizzonte del giroscopio sul pannello di controllo permetteva a Post di stabilire un determinato “assetto” dell’aereo che doveva essere tenuto dall’autopilota. Una manopola dell’alettone, appena sopra l’orizzonte del giroscopio, consentiva un’impostazione simile per la sponda e una manopola del timone, immediatamente sopra l’indicatore di direzione, era usata per l’azimut. Una “bussola giroscopica direzionale” era stata montata immediatamente a sinistra dell'”orizzonte artificiale”, entrambe centrate sul pannello di fronte al sedile del pilota. La leva che spostava il pilota automatico da manuale a automatico si trovava immediatamente sotto i cilindri idraulici della servo unità, che erano montati proprio sotto i giroscopi del pilota automatico nel quadro strumenti. I cilindri idraulici erano in bella vista.

Una manopola di “ingabbiamento” per l’orizzonte artificiale fu posta proprio alla sua sinistra, e una simile manopola di ingabbiamento era appena sotto l’indicatore di giroscopio direzionale. I giroscopi venivano “ingabbiati” durante i periodi di volo manuale e visivo per evitare l’usura dei cuscinetti.

Via Exo Cruiser

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