Il 14 ottobre 1947, nel deserto del Mojave, un capitano dell’aviazione americana si presentò al suo aereo con due costole rotte. Due giorni prima era caduto da cavallo e non aveva detto niente a nessuno, per timore di essere escluso dal volo. Si chiamava Charles “Chuck” Yeager e l’aereo era un piccolo razzo arancione, il Bell X-1, appeso sotto la pancia di un bombardiere B-29. Con il braccio dolorante non riusciva a chiudere il portello dall’interno: fu un collega a suggerirgli di usare un pezzo di manico di scopa come leva. Con quella leva improvvisata, quella mattina, Yeager superò per la prima volta in volo orizzontale la velocità del suono, raggiungendo Mach 1,06 a circa 13.000 metri di quota, e cambiò per sempre l’aviazione.
Questo episodio racconta bene, in pochi secondi, che cos’è un pilota collaudatore: un uomo (oggi anche una donna) che sale a bordo di una macchina che nessuno ha mai fatto volare in quel modo, accetta un rischio calcolato e riporta a terra qualcosa di più prezioso del coraggio, cioè dati. Perché dietro il gesto eroico c’è sempre un metodo, e dietro il metodo ci sono decenni di errori, di intuizioni e, purtroppo, di vite perdute. La storia dei piloti collaudatori è la storia di come l’umanità ha imparato a volare in sicurezza trasformando l’azzardo in scienza.
In queste pagine la percorreremo dall’inizio: dai primi pionieri che erano insieme costruttori, ingegneri e piloti, fino ai collaudatori di oggi, che lavorano con simulatori, calcolatori di bordo e, a volte, con le stelle sullo sfondo. Lo faremo con un’attenzione particolare ai fatti documentati, perché in questo campo la leggenda corre sempre più veloce della verità, e dove un dettaglio è ancora oggetto di dibattito tra gli storici lo diremo apertamente.
L’alba del collaudo: quando il progettista era anche il pilota
All’inizio non esistevano i collaudatori, per una ragione semplicissima: non esistevano nemmeno gli aeroplani. Chi voleva volare doveva prima inventare la macchina, poi capire come governarla e infine rischiare la pelle per dimostrare che funzionava. Il progettista, il costruttore e il pilota erano la stessa persona, e nessuno incarna questa unità meglio dei fratelli Wilbur e Orville Wright.
Prima di loro c’era stato Otto Lilienthal, l’ingegnere tedesco che negli anni Novanta dell’Ottocento aveva compiuto migliaia di planate con ali costruite da lui e che nel 1896 morì in seguito a una caduta. Lilienthal aveva dimostrato che si poteva volare, ma anche che un pilota non può limitarsi ad appoggiare il proprio corpo a un’ala e sperare nel meglio. I Wright ne trassero la lezione decisiva.
Tra il 1900 e il 1901 collaudarono i primi alianti a Kitty Hawk, in North Carolina, ma accorgendosi che i calcoli dell’epoca erano errati, costruirono una piccola galleria del vento nella loro officina di Dayton, in Ohio. Vi provarono centinaia di profili alari per correggere i dati aerodinamici, tornando poi a Kitty Hawk nel 1902 con un mezzo finalmente efficiente. Il loro vero contributo non fu soltanto il motore, ma il controllo: un sistema che permetteva di governare l’aeroplano intorno ai tre assi, con la torsione delle ali per inclinarlo, il timone per dirigerlo e il piano di quota per alzare o abbassare il muso.
Wilbur e Orville Wright Furono veramente i primi?
Il 17 dicembre 1903 il Flyer compì quattro voli sulle dune di Kill Devil Hills. Il primo, con Orville ai comandi, durò dodici secondi per circa trentasette metri; l’ultimo, con Wilbur, durò cinquantanove secondi e coprì circa duecentosessanta metri. È importante dirlo con precisione e onestà: in alcuni Paesi si attribuisce il primato a pionieri diversi, come il brasiliano Alberto Santos-Dumont, che nel 1906 volò a Parigi con il suo 14-bis. La questione è ancora oggetto di discussione sul piano nazionalistico, ma gli storici dell’aviazione riconoscono ai Wright il primo volo controllato, sostenuto e motorizzato, proprio per l’attenzione che avevano dedicato alla governabilità della macchina.
i Wright non facevano “collaudi” nel senso moderno, ma si comportavano già da collaudatori nello spirito. Annotavano tutto, misuravano, modificavano una variabile alla volta, nel 1908 Wilbur volò a Le Mans, in Francia, davanti a un pubblico incredulo, i colleghi europei capirono quanto fossero in ritardo sul controllo del velivolo. Sempre nel 1908, a Fort Myer, in Virginia, durante le prove di accettazione per l’esercito americano, la storia mostrò il suo lato crudele. Il 17 settembre, per il cedimento di un’elica, il Flyer di Orville precipitò: Orville si salvò con ferite gravi, mentre il tenente Thomas Selfridge, che sedeva accanto a lui come osservatore, morì il giorno stesso. Fu la prima vittima di un incidente aereo con un velivolo a motore, e pose subito una domanda che ancora oggi è al centro del mestiere: chi decide se un aeroplano è abbastanza sicuro da essere consegnato?
Dalla Manica ai primi collaudatori professionisti
Mentre i Wright lavoravano in America, in Francia Louis Blériot imparava a sue spese il significato di collaudo. L’industriale dei fari per auto era un uomo appassionato e testardo. Per questo motivo, sperimentò decine di configurazioni diverse, rompendo spesso sia aerei sia ossa. Tuttavia, il 25 luglio 1909 compì l’impresa. Attraversò infatti la Manica con il suo monoplano Blériot XI in soli trentasei minuti e mezzo.
Proprio in quel periodo, attorno a lui nasceva una figura professionale completamente nuova. Si trattava di Léon Lemartin, il pilota di fiducia della sua azienda. Oggi Lemartin è ricordato come il primo pilota collaudatore professionista della storia. Non era più il costruttore a provare la propria macchina. Al contrario, era un esperto pagato per testare i velivoli altrui. Purtroppo, Lemartin morì nel 1911 in un incidente aereo, anticipando il tragico destino di molti successori.
La tecnologia aeronautica, nel frattempo, continuava a fare passi da gigante. Nel 1913 il russo Pëtr Nesterov eseguì il primo “looping” della storia. Poche settimane dopo, anche il francese Adolphe Pégoud replicò l’acrobazia. Entrambi dimostrarono che un aeroplano poteva superare limiti allora impensabili, restando comunque perfettamente controllabile.
La Grande Guerra: il momento in cui la sperimentazione diventa scienza
Per capire perché la Prima guerra mondiale cambiò tutto basta un numero: nel 1914 gli aeroplani erano rari strumenti di ricognizione, nel 1918 erano migliaia, armati, veloci e diversissimi tra loro. In quattro anni la richiesta di nuove macchine esplose e con essa la necessità di sapere in anticipo se un velivolo si sarebbe comportato bene o avrebbe ucciso il suo pilota prima ancora di incontrare il nemico.
Il luogo simbolo di questa trasformazione fu Farnborough, in Inghilterra, sede della Royal Aircraft Factory (divenuta nel 1918 Royal Aircraft Establishment). Lì i piloti collaudatori cominciarono a lavorare fianco a fianco con fisici e ingegneri, e la sperimentazione divenne un’attività organizzata, con registri, strumenti e metodo. Era un lavoro mortale: nel gennaio 1917 il capitano Frank Goodden, pilota collaudatore della Factory, morì durante il collaudo del prototipo del caccia S.E.5. Ma fu anche un luogo di intuizioni geniali.
Uno dei casi più celebri è quello della “vite”, cioè la rotazione incontrollata del velivolo dopo la perdita di portanza, che fino ad allora era una trappola mortale dalla quale nessuno sapeva uscire con sicurezza. Nel 1917, a Farnborough, il fisico Frederick Lindemann studiò la teoria del fenomeno e, secondo la documentazione storica, la verificò personalmente in volo, mettendo deliberatamente l’aereo in vite e dimostrando che esisteva una manovra per uscirne. Per capire la portata della scoperta, pensiamo a una trottola che inizia a vacillare: finché non si capisce da che parte spingere per raddrizzarla, ogni tentativo la fa solo cadere più in fretta. Lindemann trovò dove spingere.
Negli USA nasce l’antenato della NASA
Negli stessi anni, negli Stati Uniti, nasceva il National Advisory Committee for Aeronautics, il NACA (1915), antenato della NASA. Era la sede ufficiale di un’idea nuova: la ricerca aeronautica doveva essere un’impresa nazionale e pubblica, con laboratori, gallerie del vento e velivoli dedicati unicamente alla sperimentazione. In quegli anni i piloti iniziarono a portare a terra non soltanto sensazioni (“l’aereo è pesante sui comandi”, “tende a cabrare”), ma misure registrate da strumenti. Il pilota sperimentatore diventava così il tramite tra la macchina e l’ingegnere.
Nel periodo tra le due guerre questa cultura si consolidò. Nel 1929 James “Jimmy” Doolittle, che oltre a essere un asso del volo era anche laureato in ingegneria aeronautica al MIT, compì il primo volo interamente “alla cieca” della storia, decollando, volando e atterrando con il cappuccio sulla cabina e affidandosi soltanto agli strumenti, in particolare all’orizzonte artificiale e al giroscopio direzionale sviluppati con l’azienda Sperry. Per intenderci: è come attraversare una stanza buia tenendo gli occhi chiusi e fidandosi soltanto di una mappa. Quel volo dimostrò che gli strumenti potevano sostituire i sensi, e ancora oggi ogni pilota di linea ne beneficia.
Nel 1927 Charles Lindbergh attraversò l’Atlantico in solitaria, da New York a Parigi, con lo Spirit of St. Louis, in circa trentatré ore e mezza. Non era un collaudatore di professione, ma la sua impresa mostrò con chiarezza che cosa succede quando la preparazione tecnica, la scelta ossessiva del peso, del carburante e dei motori, incontra la capacità di un pilota: è un’impresa dove l’ingegneria della missione conta quanto il coraggio del volo.
McCook Field: il primo laboratorio di volo e il collaudatore professionista
Negli Stati Uniti la storia della moderna aviazione militare prendeva forma anche a McCook Field, un centro di ricerca dell’esercito nato a Dayton nel 1917. È in questo laboratorio d’idee che è nata la figura del pilota collaudatore professionista, un tecnico specializzato e non più un semplice acrobata. Tra i suoi pionieri spicca Eugene Barksdale, che nel 1926 scrisse il primo manuale di volo dell’esercito prima di perdere la vita in un tragico incidente di volo. Ma la figura più prolifica fu John Macready: nel 1921 stabilì il record mondiale di altitudine a 40.800 piedi (oltre 12.000 metri) grazie al turbocompressore General Electric, e nel 1923 compì la prima storica trasvolata non-stop da costa a costa degli Stati Uniti insieme a Oakley Kelly.
A McCook Field si deve anche l’invenzione del moderno paracadute con “paracadute ausiliaro” (o pilot chute): il pilota saltava fuori dall’abitacolo azionava la maniglia che estraeva un piccolo paracadute che a sua volta gonfiandosi estraeva il paracadute più grande. Questo sistema salvò la vita al collaudatore Harold Harris nel 1922 inaugurando il celebre Caterpillar Club. Questa officina di innovazioni, che formò anche Jimmy Doolittle e vide la nascita dell’Air Force Institute of Technology, chiuse alla fine del 1927 trasferendo le attività nel vicino Wright Field, lasciando in eredità una lezione scolpita sui suoi edifici: “This field is small – use it all” – “Questo campo è piccolo: usalo tutto”.
In Italia si andava veloce
L’Italia ebbe in quegli anni un ruolo di primo piano. Nel 1926 Mario De Bernardi vinse la Coppa Schneider a Hampton Roads, in Virginia, con l’idrocorsa Macchi M.39. Alla fine degli anni Venti nasceva a Desenzano, sul lago di Garda, il Reparto Alta Velocità, un gruppo di piloti militari scelti per spingere gli idrovolanti oltre ogni limite. Il frutto più noto del suo lavoro è il record di velocità assoluto per idrovolanti a motore a pistoni stabilito da Francesco Agello il 23 ottobre 1934 con il Macchi-Castoldi MC.72: 709,209 chilometri orari, un primato che nessuno ha mai battuto nella sua categoria. Fu un risultato pagato con la vita di diversi piloti del Reparto, e ricordarlo significa onorare chi ha tracciato la via della sperimentazione ad alte prestazioni in Italia.
L’epoca d’oro dei jet e della sperimentazione (anni Quaranta, Cinquanta e Sessanta)
Dopo la guerra l’aviazione cambiò natura. L’elica, che per quarant’anni era stata il motore immobile del volo, cedette definitivamente il passo alla propulsione a getto. Il pilota britannico Eric “Winkle” Brown, che durante e dopo il conflitto provò decine di velivoli catturati al nemico (e che nella sua carriera ne avrebbe pilotato più di quattrocentoottanta tipi diversi, un primato rimasto ineguagliato), il 3 dicembre 1945 compì il primo atterraggio di un jet su una portaerei, a bordo di un de Havilland Sea Vampire sul ponte della HMS Ocean. Erano segnali di un’epoca in cui tutto era nuovo, e quasi nulla era conosciuto.
Per approfondire la storia di quest’altra magnifica epoca pionieristica invito a leggere “L’evoluzione dell’Aviazione Navale: La nascita dei Jet e la rivoluzione del Ponte Angolato” – di AeroStoria.
L’enigma dell’aerodinamica transonica
In quegli anni di transizione, l’ostacolo più temuto dai progettisti era la velocità del suono. Per comprendere l’impatto di questo fenomeno sui velivoli, si può pensare alla prua di un motoscafo. A bassa andatura, l’acqua si apre dolcemente attorno allo scafo; se la barca accelera bruscamente, però, il fluido non fa in tempo a spostarsi, accumulandosi sul davanti fino a formare un vero e proprio muro liquido.
Nell’aria si verifica una dinamica analoga. Quando un aereo si avvicina a Mach 1, le onde di pressione non riescono più a precedere il profilo alare per “avvisare” il fluido circostante. L’aria si comprime così in modo violento e istantaneo. All’improvviso cambiano le forze in gioco: i comandi diventano rigidi o del tutto inefficaci, e le sollecitazioni strutturali rischiano di disintegrare la cellula. Per questa ragione, nel linguaggio comune entrò la celebre espressione “muro del suono”.
Il prezzo per esplorare questa frontiera fu altissimo. Il 27 settembre 1946, Geoffrey de Havilland Junior, figlio d’arte del celebre costruttore, perse la vita a bordo del DH 108 Swallow. Il velivolo sperimentale ad ala a freccia si spezzò in volo sopra l’estuario del Tamigi proprio mentre tentava di sfidare il regime transonico.
La conquista di Mach 1 nel deserto californiano
Il 14 ottobre 1947, Chuck Yeager e il Bell X-1 risolsero l’enigma superando la barriera del suono. Non fu però l’impresa isolata di un singolo eroe, bensì il traguardo di uno straordinario lavoro di squadra che vide collaborare l’aviazione militare americana, il NACA (l’antenato della NASA) e l’azienda Bell.
La strategia procedeva per piccoli passi scientifici, analizzando i dati registrati dagli strumenti di terra e di bordo dopo ogni singola accelerazione. Poiché il motore a razzo dell’X-1 consumava il propellente in pochissimi minuti, il velivolo veniva agganciato al ventre di un bombardiere B-29, portato in quota e poi sganciato.
I test si svolgevano a Muroc, nel deserto della California, dove il Rogers Dry Lake – un immenso lago prosciugato dalla superficie piattissima – offriva una pista naturale lunga chilometri, ideale per gestire atterraggi d’emergenza fuori traiettoria. Quel luogo sarebbe diventato l’Edwards Air Force Base, intitolata nel 1949 al capitano Glen Edwards, un collaudatore che perse la vita il 5 giugno 1948 nello schianto dell’ala volante Northrop YB-49. Da allora, ogni volta che un pilota nomina la base, rinnova il ricordo e il rispetto per i colleghi caduti in servizio.
Gli anni Cinquanta e la trappola dell’accoppiamento inerziale
Il decennio successivo fu una corsa vertiginosa verso velocità sempre più estreme. Il 20 novembre 1953, Scott Crossfield, ingegnere aeronautico e pilota di prim’ordine, infranse la barriera di Mach 2 ai comandi del Douglas D-558-II Skyrocket. Crossfield sarebbe diventato in seguito il primo uomo a portare in volo l’X-15, l’aereo-razzo progettato per toccare i confini dello spazio.
Meno di un mese dopo, il 12 dicembre 1953, Chuck Yeager sfiorò la tragedia a bordo del Bell X-1A. Subito dopo aver toccato Mach 2,44, l’aereo andò incontro a un fenomeno sconosciuto: iniziò a ruotare all’improvviso in modo caotico su tutti e tre gli assi, precipitando per migliaia di metri. Yeager riuscì a riprendere il controllo solo quando il velivolo rientrò negli strati più densi dell’atmosfera.
Gli ingegneri ribattezzarono questo incubo aerodinamico accoppiamento inerziale (inertia coupling). Per visualizzarlo, immaginiamo di far ruotare una lunga sbarra di metallo pesante sul proprio asse longitudinale: se la rotazione (il rollio) diventa violentissima, la forza centrifuga applicata alle estremità tenderà a proiettare la punta e la coda verso l’esterno. Gli aerei dell’epoca, caratterizzati da ali corte e sottili inserite su fusoliere lunghe e pesanti, si comportavano esattamente così. Una rollata troppo rapida innescava imbardate e beccheggi improvvisi, mandando in crisi l’aerodinamica del mezzo.
Sempre più veloci
Il 27 settembre 1956, venti giorni dopo il record di quota stabilito dal collega Iven Kincheloe (che aveva toccato i 38.000 metri), il capitano Milburn Apt spinse il Bell X-2 fino a Mach 3,196. Fu il primo uomo a superare Mach 3, ma proprio a causa dell’accoppiamento inerziale perse il controllo della macchina e morì nell’impatto.
Lo stesso Iven Kincheloe andò incontro al destino nel 1958. Poco dopo il decollo a bordo di un F-104 Starfighter, il motore subì un’avaria grave. Kincheloe attivò il seggiolino eiettabile, ma l’aereo si trovava in volo rovesciato e troppo vicino al suolo: il paracadute non fece in tempo ad aprirsi. Uno dei collaudatori più brillanti dell’epoca veniva tradito da un caccia intercettore che avrebbe comunque segnato la storia della difesa aerea europea per i successivi quarant’anni.
Un tributo da pagare per il progresso
Il prezzo del progresso aeronautico non si limitò agli Stati Uniti. Il 6 settembre 1952, durante il salone di Farnborough nel Regno Unito, il prototipo del de Havilland DH.110 si disintegrò davanti al pubblico: nell’incidente persero la vita il pilota John Derry, l’osservatore Tony Richards e ventinove spettatori sulla pista.
Anni dopo, il 22 ottobre 1963, il capo collaudatore Michael Lithgow e il suo equipaggio perirono durante i test del bireattore di linea BAC 1-11. L’aereo rimase vittima del “deep stall”, una condizione in cui l’aria turbolenta distaccata dalle ali investe e rende del tutto inutilizzabili i timoni di coda posizionati alti sul timone. Da ognuno di questi drammi, la scienza del volo ha saputo trarre insegnamenti fondamentali. Le indagini tecniche hanno dato vita a nuove procedure di sicurezza, modifiche strutturali e contromisure d’emergenza – come i paracadute antivite installati sulla coda – che ancora oggi proteggono i collaudatori durante i voli di prova più rischiosi.
La nascita delle scuole di collaudo
La lezione fu che non bastava il coraggio. Servivano pilota e ingegnere nello stesso uomo, e serviva insegnarlo con metodo. Dopo la guerra nacquero, praticamente in parallelo, le grandi scuole che ancora oggi formano i collaudatori del mondo occidentale, non servivano più solo assi del volo serviva una figura nuova: il pilota ingegnere.
Per cavalcare macchine capaci di sfidare leggi fisiche ancora ignote, l’addestramento empirico doveva cedere il passo a un metodo scientifico. È da questa urgenza che, a metà degli anni Quaranta, sono nate le più prestigiose scuole per piloti collaudatori del mondo, istituzioni d’élite che avrebbero poi tracciato la rotta verso lo spazio. Il passaggio dal volo d’intuito al volo scientifico è avvenuto quasi in contemporanea sulle due sponde dell’Atlantico, trasformando i reparti di collaudo in vere e proprie università dell’aria.
Il modello britannico: l’Empire Test Pilots’ School (ETPS)
Fondata nel 1943 a Boscombe Down con il nome di Test Pilots’ School, la scuola britannica ricevette l’appellativo “Empire” l’anno successivo. Il suo motto storico, “Learn to test, test to learn”
(Imparare a collaudare, collaudare per imparare), sintetizza perfettamente la nuova filosofia: il collaudatore non era più un semplice esecutore dei comandi, ma uno scienziato in grado di analizzare il comportamento della macchina. Dopo aver cambiato diverse sedi storiche (tra cui Cranfield e Farnborough), la scuola è tornata stabilmente a Boscombe Down nel 1968, rimanendo un punto di riferimento globale.
L’eccellenza americana: USAF e USNTPS
Negli Stati Uniti, l’aeronautica militare istituì la propria scuola nel 1944 a Wright Field, trasferendola nel 1951 nella leggendaria cornice della base di Edwards (in California), dove divenne la USAF Test Pilot School. L’obiettivo era chiaro: standardizzare le procedure per ridurre l’altissimo tasso di incidenti mortali.
Pochi mesi dopo, il 12 marzo 1945, la Marina americana rispondeva a Patuxent River (Maryland) creando la Test Pilot Training Division, che nel 1957 avrebbe assunto il nome definitivo di USNTPS (United States Naval Test Pilot School).
L’approccio europeo e sovietico
Anche il resto del mondo si adeguò rapidamente a questa rivoluzione metodologica:
- Francia (1946): Nasce l’EPNER (École du personnel navigant d’essais et de réception), oggi basata a Istres, pilastro del volo sperimentale continentale.
- Unione Sovietica (1947): A Zhukovsky viene fondata la prestigiosa scuola del Ministero dell’Industria Aeronautica (ShLI), concepita per formare i professionisti che avrebbero testato i caccia MiG e Sukhoi durante la Guerra Fredda.
Nel 1955, a coronamento di questo processo di professionalizzazione, nacque in California la Society of Experimental Test Pilots (SETP), l’associazione globale volta a promuovere la sicurezza e lo scambio di competenze tecniche tra collaudatori.
Dalla barriera del suono ai confini dello spazio
Negli anni Sessanta, l’avvento dell’era spaziale richiese un ulteriore salto evolutivo. A Edwards, la scuola di volo venne trasformata nella Aerospace Research Pilot School, e al suo comando fu posto un uomo che incarnava il legame tra il vecchio e il nuovo mondo: Chuck Yeager. Pur non avendo una laurea in ingegneria, Yeager aveva infranto il muro del suono nel 1947 e possedeva un’esperienza pratica insostituibile.
Il baricentro della ricerca si stava spostando rapidamente dal superamento di Mach 1 allo studio dei voli suborbitali. I programmi di test su velivoli straordinari come il North American X-15 divennero l’anello di congiunzione tra l’aviazione e l’astronautica.
Nel 1963, il collaudatore Joe Walker spinse l’X-15 fino a 107 chilometri di quota, superando ufficialmente la linea Kármán che delimita l’inizio dello spazio. Da quella stessa scuola e da quel background scientifico emerse una nuova generazione di pionieri: uomini come Neil Armstrong, ingegnere aeronautico e pilota dell’X-15, che grazie alle competenze maturate nei voli sperimentali vennero scelti dalla NASA per guidare le missioni Apollo e posare il primo piede sulla Luna.
La frontiera non era più rappresentata dalle nuvole o dalla velocità pura, ma dal confine sottile tra l’atmosfera terrestre e il vuoto cosmico. Un traguardo raggiunto non solo con il coraggio, ma con il rigore dei numeri e del metodo.
L’ingegneria incontra il manico: come si lavora davvero
Nell’immaginario collettivo il collaudatore è un uomo solo contro il cielo. Nella realtà non è mai solo, nemmeno quando è l’unico a bordo. Dietro ogni volo di prova c’è una catena di persone: ingegneri di progetto, ingegneri di volo di prova, tecnici di strumentazione, meteorologi, controllori, medici, piloti di accompagnamento nel velivolo “chase”, che vola a fianco per osservare dall’esterno ciò che il pilota non può vedere. Ogni missione nasce sulla carta, con una “test card”, la scheda che descrive manovra per manovra che cosa si farà, a quale quota e velocità, con quali limiti, e cosa fare se qualcosa va storto.
L’inviluppo di volo
Qui entra in gioco il concetto centrale di tutto il mestiere: l’inviluppo di volo. Possiamo immaginarlo come il perimetro di un giardino dentro il quale si è certi di poter camminare senza pericoli. Quel recinto è definito da quote, velocità, accelerazioni, assetti, pesi e configurazioni in cui il velivolo si comporta come previsto. “Espandere l’inviluppo” significa spostare il recinto un passo alla volta, verificando ogni volta che oltre quel confine il terreno regga.
Per il pilota vuol dire salire di quota o aumentare la velocità a piccoli incrementi, per esempio dieci nodi alla volta, e fermarsi a ogni gradino per confrontare ciò che l’aereo ha fatto con ciò che i calcoli avevano previsto. Per l’ingegnere in sala controllo significa osservare la telemetria, cioè il flusso di dati inviato in tempo reale dalle centinaia di sensori installati sul velivolo, come fa un medico che segue i parametri vitali di un paziente su un monitor, e decidere se dare il via al passo successivo.
Il flutter nome tanto strano quanto insidioso
Prendiamo il fenomeno del flutter, uno dei più insidiosi. È una vibrazione autoalimentata di ali o superfici di comando che a certe velocità può crescere fino a distruggere la struttura in pochi secondi. L’immagine più vicina all’esperienza quotidiana è quella di una bandiera che sbatte nel vento, o di un righello tenuto sporgente da un tavolo e fatto vibrare: l’energia del vento (o della vostra mano) viene assorbita dalla struttura e restituita come oscillazione.
In un aeroplano il collaudatore non aspetta che il fenomeno si presenti per scoprirlo. A ogni gradino di velocità eccita la struttura con piccoli impulsi ai comandi, e a terra gli ingegneri misurano quanto rapidamente le vibrazioni si smorzano. Se nel passo successivo lo smorzamento diminuisce, vuol dire che ci si sta avvicinando alla soglia pericolosa, e si ferma tutto. È come pizzicare la corda di una chitarra: se il suono si spegne in fretta, la struttura è stabile; se dura sempre di più, è il momento di fermarsi.
Angolo d’attacco e Stallo
Un’altra grandezza fondamentale è l’angolo d’attacco, cioè l’inclinazione dell’ala rispetto al flusso d’aria. Chiunque abbia messo la mano fuori dal finestrino di un’auto in corsa l’ha sperimentato: tenuta piatta, la mano scivola, inclinata un poco si solleva, inclinata troppo si sente un improvviso vuoto e una raffica di turbolenza. Quel punto è lo stallo, e il collaudatore deve andare a cercarlo di proposito, in sicurezza, per sapere esattamente dove si trova. Lo stesso vale per la vite, per il comportamento con un motore spento, per le manovre a elevati fattori di carico, per le condizioni di congelamento, per l’apertura di un portello in volo. A ogni prova la domanda è sempre la stessa: “Che cosa succede qui, davvero?”.
Per la “qualità di volo” serve solo uno strumento: il pilota
Ed è qui che il pilota porta qualcosa che nessuno strumento può dare del tutto: la sensazione. Quel che in gergo si chiama “qualità di volo” (handling qualities) misura quanto un velivolo sia piacevole, prevedibile e sicuro da governare. Un aereo può rispettare tutte le specifiche e risultare comunque faticoso o pericoloso in condizioni reali. Il collaudatore è addestrato a tradurre una sensazione (“il muso è lento a rispondere”, “a quella velocità i comandi sono leggeri”) in una valutazione strutturata e ripetibile, che l’ingegnere possa confrontare con i numeri. Il pilota è, in un certo senso, lo strumento di misura più sofisticato: ma deve essere calibrato come uno strumento.
Il test pilot moderno: più scienziato o più pilota?
Con l’arrivo dei comandi fly-by-wire il mestiere è cambiato in profondità. In un velivolo tradizionale il pilota muove una leva e un sistema di cavi, aste o circuiti idraulici muove direttamente le superfici. Nel fly-by-wire, la leva diventa un segnale elettrico che un calcolatore interpreta, filtra e traduce in comandi alle superfici, decidendo anche quando correggere, limitare o rifiutare un’istruzione. Il pilota non guida più direttamente l’aereo: esprime un’intenzione e il computer la realizza. Un po’ come guidare un’auto moderna con sterzo elettrico e controllo di stabilità: sentite di guidare voi, ma tra le vostre mani e le ruote c’è una grande quantità di software
Il primo caccia di serie con comandi di volo interamente elettrici fu il General Dynamics F-16. Vi rimando quindi alla lettura dell’articolo “F-16 Fighting Falcon: il caccia che la Fighter Mafia immaginò e che il tempo ha trasformato in una leggenda” di AeroStoria.
Ma il software introduce rischi nuovi. Il 25 aprile 1992 il prototipo del caccia YF-22 ebbe un incidente durante l’atterraggio a Edwards: il collaudatore Tom Morgenfeld si salvò, e l’indagine individuò un fenomeno noto come pilot-induced oscillation (PIO), un’oscillazione indotta dal pilota. Succede quando le correzioni del pilota e la risposta del computer si sincronizzano in modo sbagliato e si amplificano a vicenda. È come cercare di spingere un’altalena a tempo: se spingete esattamente al ritmo giusto, ogni spinta aggiunge energia. Il sistema fu corretto dopo i test. Questo è il tipo di bug che nessun calcolo teorico può prevedere del tutto e che solo un pilota in volo può far emergere.
I simulatori i nuovi alleati dei test pilot
Nel frattempo il collaudatore ha guadagnato nuovi alleati a terra. I simulatori avanzati permettono di provare in sicurezza le condizioni più estreme. Nei laboratori esistono i cosiddetti banchi “iron bird” (“uccello di ferro”), che riproducono a terra, con gli attuatori veri, gli impianti idraulici ed elettrici del velivolo, e le prove “hardware-in-the-loop”, in cui il computer di bordo reale viene collegato a un velivolo virtuale: il software crede di volare, e i tecnici ne osservano le reazioni. Prima di far decollare un nuovo aereo si è già “volato” migliaia di volte in laboratorio. Ma il primo volo reale rimane un evento unico. I grandi collaudi recenti, dal primo volo dell’Eurofighter Typhoon nel 1994 a quello del Lockheed Martin F-35 nel 2006, sono arrivati dopo anni di simulazioni, e ciononostante la presenza di un pilota resta insostituibile.
Video: © f35.com (Official)
Che cosa accadrà con i velivoli di sesta generazione?
Programmi come il GCAP, la collaborazione tra Italia, Regno Unito e Giappone, o come gli analoghi progetti americani, sono ancora in via di sviluppo, e sarebbe imprudente descriverne oggi le prestazioni con precisione. Ciò che è lecito dire è che i velivoli di questa nuova generazione saranno concepiti come sistemi: velivolo pilotato, sensori, collegamenti dati e, in molti concetti, droni collaborativi che volano al suo fianco. Il collaudatore dovrà quindi collaudare un insieme di sistemi che interagiscono. Un lavoro in cui il pilota è ancora il giudice finale, ma in cui software, intelligenza artificiale e sicurezza informatica diventano parte integrante delle prove.
La domanda che dà il titolo a questo capitolo, quindi, ha una risposta che i collaudatori stessi danno spesso con un sorriso: né l’uno né l’altro, ma tutti e due. Il collaudatore moderno è un ingegnere che sa volare e un pilota che sa ragionare come un ingegnere. Deve saper leggere un grafico di smorzamento, discutere di leggi di controllo con gli specialisti di software e, un’ora dopo, portare l’aereo a un angolo d’attacco da cui non tutti tornerebbero. La differenza con i pionieri è che oggi il rischio non si cerca, si gestisce: ogni passo viene preparato perché sia il meno rischioso possibile.
Dove si studia per diventare test pilot?
Nel mondo occidentale esistono alcune scuole di riferimento, riconosciute dalla comunità professionale e tra loro in stretto legame, con programmi di scambio per allievi selezionati. Le principali sono la USAF Test Pilot School di Edwards, in California, che forma piloti, ingegneri di volo di prova e navigatori sperimentatori e rilascia anche titoli accademici di livello avanzato; la United States Naval Test Pilot School di Patuxent River, nel Maryland, nota anche per il suo corso sugli elicotteri e per quello sui sistemi di bordo; l’Empire Test Pilots’ School britannica di Boscombe Down, di cui abbiamo ricordato il motto; l‘EPNER francese di Istres.
A queste si aggiunge la National Test Pilot School di Mojave, in California, fondata nel 1981: è un’istituzione civile e senza fini di lucro che accoglie allievi militari e civili da decine di Paesi e che nel 2016 è stata la prima scuola di collaudo certificata dall’EASA, l’agenzia europea per la sicurezza aerea, come organizzazione di formazione autorizzata. Esistono scuole anche in altri Paesi, tra cui Russia, India e Canada.
L’accesso, per quasi tutte, avviene dopo anni di carriera. Prima si ottiene una laurea di tipo scientifico o ingegneristico (i requisiti esatti variano da scuola a scuola e a seconda del ruolo, pilota o ingegnere di volo di prova), poi si matura esperienza di volo operativa in reparto e si viene selezionati da una commissione. Il corso dura circa un anno e alterna lezioni di aerodinamica, meccanica del volo, strumentazione, statistica e analisi dei dati a un gran numero di voli di prova su aerei diversi, su velivoli di tipo molto diverso tra loro. Al termine si diventa membri di una comunità piccola e riconoscibile.
I test pilot in Italia
In Italia il pilota collaudatore militare si chiama “pilota sperimentatore” e gli appartenenti a questa élite hanno una tradizione importante, il centro di riferimento è il Reparto Sperimentale di Volo (RSV) dell’Aeronautica Militare. Fu costituito il 15 ottobre 1948 come Nucleo Sperimentale Volo e divenne Reparto nel 1949. Nel 1957 si trasferì a Pratica di Mare, nei pressi di Roma, dove si trova tuttora, perché servivano piste più lunghe. Nel 1999 è stato inserito nel Centro Sperimentale di Volo, che riunisce tutte le attività di ricerca e prova della Forza Armata, e nel 2021 è nata la Divisione Aerea di Sperimentazione Aeronautica e Spaziale (DASAS). Il Reparto testa i velivoli in dotazione all’Aeronautica, dall’Eurofighter agli addestratori, dai velivoli da trasporto agli elicotteri, e collabora con l’industria nazionale.
Un percorso lungo fatto di passione e coraggio
Il percorso di un pilota sperimentatore italiano è lungo e comincia ben prima del collaudo. Un esempio documentato è quello del capitano Andrea Patassa, descritto dall’Agenzia Spaziale Europea. Studia Scienze Aeronautiche all’Accademia Aeronautica e all’Università Federico II di Napoli (laurea triennale nel 2013 e magistrale nel 2018). Nel 2017 ottiene il brevetto di pilota militare dopo il programma di addestramento Euro-NATO Joint Jet Pilot Training alla Sheppard Air Force Base, in Texas. Presta poi servizio come pilota operativo al 4° Stormo di Grosseto. Nel 2021 viene selezionato dall’Aeronautica per la carriera di pilota collaudatore sperimentatore e nel 2022 si diploma alla USAF Test Pilot School di Edwards, con un master in ingegneria del volo sperimentale. Oggi presta servizio al Reparto Sperimentale di Volo e, dal 2022, fa parte della riserva degli astronauti dell’ESA.
Primo step: Accademia Militare di Pozzuoli
Il percorso, quindi, ha una struttura riconoscibile. Si entra in Aeronautica Militare tramite l’Accademia Aeronautica di Pozzuoli, con un percorso universitario a carattere scientifico. Si completa l’addestramento al volo, che in Italia vede un ruolo centrale della base di Galatina, culla dei piloti militari italiani, e della International Flight Training School di Decimomannu, oltre ai programmi con gli alleati.
Il percorso, quindi, ha una struttura riconoscibile. L’ingresso in Aeronautica Militare avviene tramite l’Accademia Aeronautica di Pozzuoli, con un piano di studi universitario a carattere scientifico. Successivamente, l’addestramento al volo si completa attraverso programmi con gli alleati e con il supporto centrale della base di Galatina, culla dei piloti militari italiani, e della International Flight Training School di Decimomannu. Una volta maturata la necessaria esperienza operativa su velivoli da combattimento o da trasporto, si può accedere alla selezione per la carriera di sperimentatore. Questa fase prevede un’ulteriore formazione specifica presso una delle scuole internazionali (storicamente Edwards, ma anche le scuole francese e britannica) e la successiva specializzazione al Reparto Sperimentale di Volo.
I dettagli dei bandi, dei requisiti e delle procedure di selezione cambiano nel tempo, ed è sempre opportuno consultare le fonti ufficiali dell’Aeronautica Militare.
L’industria del settore
Una strada diversa è quella dell’industria. Aziende come Leonardo, erede della tradizione di Aermacchi (con il centro di prove di Venegono Superiore, in provincia di Varese) e di Alenia, impiegano piloti collaudatori e ingegneri di prova in volo per i propri programmi, come l’addestratore M-346 o i velivoli prodotti negli stabilimenti nazionali.
Molti piloti collaudatori industriali provengono dalle Forze Armate, ma accanto a loro lavorano gli ingegneri di volo di prova (flight test engineers), figure essenziali che non pilotano, ma progettano le prove, installano la strumentazione e analizzano i dati. Per diventare ingegnere di volo di prova la strada tipica passa da una laurea in ingegneria aerospaziale, presente nelle principali università italiane, a cominciare dai Politecnici di Milano e di Torino, dalle Università di Napoli Federico II, di Roma La Sapienza e di Pisa, seguita da esperienza in azienda e, per chi lo desidera, da un corso presso una scuola internazionale di collaudo.
Un esempio che racchiude tutto è quello di Luca Parmitano, colonnello dell’Aeronautica Militare, pilota sperimentatore proveniente dal Reparto Sperimentale di Volo, astronauta dell’ESA e primo italiano a comandare la Stazione Spaziale Internazionale, nel 2019. Nello stemma del Reparto ci sono tre stelle: rappresentano i record storici del reparto ancora imbattuti e, oggi, anche i tre astronauti italiani che hanno fatto parte del suo personale. È una bellissima immagine del filo che lega il collaudo allo spazio.
Il mestiere di chi apre la strada
Dal Flyer del 1903 alla Stazione Spaziale, la storia dei piloti collaudatori ha una costante: il progresso dell’aviazione ha sempre richiesto qualcuno disposto a essere il primo a scoprire che cosa succede quando si varca una soglia. Ma la vera evoluzione del mestiere sta nel modo in cui lo si fa. All’inizio il collaudo era una scommessa, con la differenza che il pilota era anche il banco. Oggi è una disciplina fatta di piccoli passi, di margini, di dati, di fiducia reciproca tra chi vola e chi guarda gli schermi a terra.
Tra tutte le lezioni che questa storia ci lascia, forse la più importante è che il coraggio, da solo, non basta mai: serve a prendere il primo passo, ma è il metodo a permettere il secondo. E ogni volta che saliamo su un aereo di linea e il comandante ci augura buon viaggio, dietro di lui ci sono centinaia di uomini e donne che, in cielo, hanno pagato per primi il prezzo della nostra tranquillità.
Domande frequenti
Mi capita spesso di essere contattato per avere chiarimenti su come si diventa test pilot in Italia, e le domande sono davvero tante: ne sono letteralmente sommerso. Ho scelto le dieci più frequenti e le trovate qui sotto. Se avete altri dubbi o curiosità, non esitate a scrivermi sui miei canali social o attraverso la pagina Contatti di Aerostoria: sarò lieto di rispondervi.
