1

Corso di Volo VFR atto ad ottenere la licenza di

Pilota Privato Virtuale PPLV di Carlo Alberto de Ruvo

Queste note sono di esclusiva proprietà dell autore e vengono concesse per la pubblicazione sul sito o sui CD editi dall Associazione dei Piloti Virtuali Italiani. Ogni riproduzione ai fini di lucro è assolutamente vietata. E altresì vietata la riproduzione su siti di qualsiasi altra associazione se non espressamente autorizzata dall autore.

Questi appunti si articolano in tre capitoli: Il Girocampo Il Fuoricampo Il Giropiù Al momento in cui leggete il primo ed il secondo capitolo sono pubblicati sul sito PVI. Il terzo capitolo, chiamato Il Giropiù , è in corso di preparazione e contiene notizie non indispensabilissime ma che sarà bene conosciate per meglio approfondire l argomento.

Le nozioni riportate nei tre capitoli hanno valore principalmente per il volo a vista che deve necessariamente preludere al volo strumentale IFR. Comunque molte di queste nozioni, specie quelle sulle carte, sono indispensabili per ben comprendere il volo strumentale.

Dovete sapere inoltre che in linea di massima i richiami al mondo virtuali vengono fatti riferendosi al Flight Simulator FS9 o FS2004 che dir si voglia, ma qualsiasi altro programma che simuli il volo a vista può andar bene come pure andranno certamente bene, specie nella parte teorica per il futuro Flight Simulator X. Per la migliore comprensione della parte inerente Il Fuoricampo sarà bene che vi muniate della carta per il volo a vista pubblicata dalla Jeppesen e riguardante l Italia del Nord Ovest perché gli esempi di volo sono basati su di essa. Tale carta ha la denominazione VFR LI-1. Vanno bene comunque anche altre carte aeronautiche per il volo a vista.

Prima di accingervi a volare virtualmente sul Flight Simulator per eseguire quanto indicato nei vari capitoli vi suggeriamo di intervenire sui settaggi per facilitarvi la vita durante i primi voli. Pertanto andate in Aircraft Realism setting e settate a zero: P factor, Torque, Gyro. In seguito, quando ne riuscirete a comprendere i significati, potrete ritornare su questi settaggi modificandoli a secondo delle necessità. Sempre in Realism setting selezionate, se non lo è già, display indicated airspeed.

Siccome il greco antico è sconosciuto ai più mentre alcune sue lettere vengono impiegate nelle formule algebriche che troverete nello studio dell aerodinamica, sarà utile che teniate presente il loro nome e pronuncia qui di seguito riportata.

lettere dell alfabeto

greco

alfabeta

csideltaepsilon

2

figammamunirotau

In aeronautica per farsi ben comprendere dall interlocutore le sigle composte da lettere devono essere pronunciate lettera per lettera scandendo il nome di ogni lettera usando l alfabeto ICAO (International Civil Aviation Organization) che è identico all alfabeto della NATO che a sua volta deriva con molte varianti dall alfabeto in uso presso le forze armate alleate nel IIWW. Se già non lo conoscete è essenziale lo impariate a memoria. Da notare che l unica lettera che non viene letta col suo suono italiano è la U che si pronuncia iuniform.

Alfabeto ICAO

pronuncia

a alfa alfab bravo bravo c charlie ciarlid delta deltae echo ecof foxtrot foxtrotg golf golfh hotel ho telk kilo kiloi india india

l lima lima m mike maik

3

n november novambar

o oscar oscar

p papa papa q quebec chebek r romeo ro mio t tango zuulu u uniform iuniform v victor victor

z zulu zulu w wiskey uiski j julliet giulliet y yankee ienki

Il Girocampo

Forze Nelle note seguenti capiterà sovente di parlare delle forze: la forza più conosciuta è il peso Le forze si misurano in kilogrammi kg od in libbre lb ( equivalente a 0,452 kg.) Attualmente troverete sempre più spesso l unità di misura : Newton N 1Kg=9,81N ed il Kilo Newton kN all incirca equivalente a 102 Kg Un concetto da precisare, perché ci imbatteremo sovente in esso, è quello di massa . La massa di un corpo, a differenza del peso, è una entità invariabile ovunque si trovi il corpo: sulla terra, nello spazio, sulla luna ecc. Se moltiplichiamo la massa per l accelerazione di gravità g otteniamo il peso.

Si scriverà perciò :

Nota: nelle formula soprascritta abbiamo usato, come faremo in seguito, il punto al posto del segno di moltiplica x, così come si usa fare nelle notazioni algebriche.

Da qui si vede che il peso è variabile essendo variabile l accelerazione di gravità (sulla luna infatti questa è molto più piccola di quella sulla terra e da qui si spiega perché gli astronauti si sentivano così leggeri). Sulla terra l accelerazione di gravità ha valore di 9,81m/sec2 che in parole povere vuol dire: 9,81 metri al secondo per secondo. Cerco di essere un poco più chiaro: un corpo che cade in caduta libera nel vuoto, dopo un secondo di caduta assumerà una velocità istantanea di 9,81 metri al secondo, dopo due secondi la velocità sarà arrivata a 9,81.2= 19,62 . dopo 10 secondi la velocità sarà di 9,81.10=98,1.

Alla notazione di peso P si può sostituire quella di forza F ed alla accelerazione di gravità g una qualsiasi accelerazione a; si avrà:

gmP

amF

4

Ciò ci dice che la forza necessaria a muovere un corpo avente una massa m è uguale al prodotto della massa per l accelerazione che si vuole imprimere al corpo. Questa è una delle formule che serve ai tecnici a preparare le tabelle di decollo di un aereo in quanto, scrivendola così:

e sostituendo al posto di F la spinta del motore, che sempre forza è, mettendo al posto di m la massa dell aereo, che non è altro che il suo peso diviso per l accelerazione di gravità, avrete il valore della accelerazione che sentirete nella schiena non appena il comandante avrà staccato i freni.

Facciamo un esempio: un MD80 è fermo ed allineato in attesa del permesso al decollo. Ricevutolo, il comandante porta le manette al massimo in modo da ottenere la spinta massima dei motori. Raggiunta la spinta massima stacca i freni e l aereo accelera per poter raggiungere la velocità di sostentamento e staccarsi da terra. Supponiamo che la spinta massima dei motori sia 19000 Kg, il peso dell aereo di 53000 Kg , la massa 53000/9,81 = 5402 Kg massa. Dalla formula sopra scritta ricaviamo l accelerazione = 19000/5402=3,51 m al secondo per secondo. Vuol dire che dopo un secondo da quando il comandante ha staccato i freni l aereo ha già una velocità di 3,51 metri al secondo = 12,636 Km all ora. (per passare dai metri al secondo ai Km all ora si moltiplica per 3,6 )

Dopo 30 secondi la velocità sarebbe salita a 3,51.30=105,3 m al sec. =379 Km all ora più che sufficiente per decollare. Ma non è così perché alla spinta dei motori che possiamo considerare costante, si contrappone sia l attrito sul terreno che la resistenza aerodinamica per cui l accelerazione diminuisce progressivamente, pur rimanendo sempre positiva. In effetti la corsa di decollo durerà 40-45 secondi. A questo punto appare chiaro perché un corpo più leggero accelera maggiormente: infatti supponete che il nostro MD80 invece di pesare 53000 Kg ne pesasse 45000. La sua massa sarebbe 4587 per cui l accelerazione iniziale sarebbe: 19000/4587=4,14 m al secondo per secondo anziché i 3,51 del caso precedente.

Le forze si possono rappresentare graficamente.

fig.1 La loro rappresentazione è una freccetta che però riesce a dire tutto quello che noi desideriamo sapere della forza: il punto di applicazione, il senso dato dal verso della punta della freccia,

mF

a

5

l intensità data dalla lunghezza della freccia in una scala convenuta (ad esempio: un kilogrammo al centimetro), la direzione o linea di applicazione della forza data dalla retta su cui giace la freccia. Questa rappresentazione di una forza si chiama vettoriale e la forza può assumere il nome di vettore. Allo stesso modo può essere rappresentata anche una velocità e da questo ha origine il termine vettorare per indicare la funzione dei controllori di volo quando impartiscono una velocità ed una direzione agli aerei controllati.

fig.2 Le forze si possono comporre o scomporre , sommare o sottrarre: nella fig2. vi sono forze situate su uno stesso piano che si sommano , si sottraggono , si compongono .

Coppia o momento

fig.3 Una forza che si esercita in cima ad un braccio di leva da origine ad una coppia o momento . L esempio più evidente è quello di una mano che stringe una chiave per avvitare un dado: la mano esercita la forza , la chiave è il braccio , sul dado si esercita una coppia :

Equilibrio bFM

6

fig. 4

Un corpo può essere in equilibrio stabile , indifferente , instabile . Per capirlo immaginiamo una sfera in tre situazioni: posta in una tazza , posta su un piano o appoggiata su un dosso . Ad ognuna di queste tre situazioni corrispondono le condizioni di equilibrio nell ordine sopracitato. Vi domanderete che cosa serve questa nozione: essa tornerà utile quando parleremo del centraggio dell aereo e, molto più avanti, del fly by wire che in italiano si potrebbe tradurre volo tramite computer .

Baricentro Ogni corpo possiede un punto che si chiama baricentro per il quale passa la risultante di tutte le forze peso che lo compongono .

fig.5 Praticamente il baricentro è quel punto al quale si può appendere un corpo di forma irregolare senza che lo stesso ruoti su se stesso per raggiungere un diverso assetto. Il baricentro di un corpo semplice, ad esempio una lastra piana di spessore uniforme, si può facilmente trovare appendendo la lastra per due punti distanziati e tracciando le verticali che si dipartono da essi : il loro incrocio segnerà il baricentro. Si potrebbe fare la stessa cosa con un aereo, anche se in questo caso bisognerebbe appenderlo per tre parti essendo un corpo spaziale, ma esistono altri metodi teorici più pratici. Conoscere il baricentro di un aereo è estremamente importante e lo si capirà trattando dell equilibrio dell aereo .

Moto di un corpo Per velocità intendiamo il percorso compiuto nell unità di tempo. Nel campo aeronautico troveremo molti modi di esprimere le velocità: il più diffuso è quella di darla in miglia nautiche all ora se si tratta di velocità orizzontali. Ricordiamo che dire: 1 miglio nautico all ora equivale a dire: 1 nodo. Il nodo viene abbreviato in kt (troverete anche kN ma è sbagliato). Il miglio nautico è pari a 1853 metri e non si deve confondere con il miglio terrestre di 1609 metri che era molto usato sugli aerei militari americani della W W II e di ciò ci si accorge perché sugli indicatori di velocità (che impareremo, in seguito, a chiamare anemometri) appare la scritta : M.P.H. oppure m.p.h. La velocità verticale viene comunemente data in piedi al minuto dove il piede è 0,305 metri. Negli alianti o aerei dell Est ( o negli aerei europei anteriori e durante la II WW ) si trova la velocità verti cale in metri al secondo ( grossomodo 1000 piedi al minuto sono uguali ad 5 metri al secondo) e la velocità orizzontale in chilometri. Il chilometro si abbrevia in km.

Dell accelerazione abbiamo già precedentemente parlato e ricordiamo che indica il modo di variare della velocità nel tempo: se un corpo viaggia a velocità costante ha accelerazione zero perché la sua velocità non varia.

7

Per conoscere il cammino percorso da un corpo soggetto all accelerazione a si usa la formula: Se il corpo fosse in caduta libera l accelerazione sarebbe quella di gravità = g il cui valore si dovrebbe immettere nella formula al posto di a.

Teorema della quantità di moto Un corpo tende a mantenere il suo stato di moto o di quiete finché qualche cosa non interviene a correggere questo stato di cose. Immaginiamo una palla ferma su un biliardo; è in stato di quiete. Se con una steccata le si applica una spinta si altera il suo stato di quiete imprimendole un movimento: se la sfera anziché essere sul biliardo fosse nello spazio, una volta raggiunta la velocità iniziale tenderebbe a conservarla all infinito poiché ad essa non si opporrebbe alcunché. Sul biliardo le cose cambiano perché la resistenza d attrito tende a decelerarla ed a riportarla in stato di quiete. Anche l aereo che si muove nello spazio atmosferico tende a conservare il suo moto finché una o più forze non lo indirizzano in altre direzioni: l accelerazione che ne consegue dipenderà dall intensità di queste forze e dalla massa dell aereo.

Inerzia e momento di inerzia A questo punto conviene dire due parole sul concetto di inerzia: l inerzia di un corpo è la proprietà in virtù della quale il corpo resiste ad accelerare. Va da se che più il corpo è pesante (ovvero ha maggior massa) più resiste ad essere spostato per cui per ottenere una forte accelerazione occorre imprimergli una forte spinta. La conoscenza del momento di inerzia ci consente viceversa di capire quanto il corpo di cui dicevamo resiste ad essere accelerato intorno ad un asse di rotazione. Un esempio chiarisce le cose. Immaginiamo di essere col solito nostro MD80 avviato sulla pista al punto in cui il primo ufficiale dice rotate ovvero rotazione . Il comandante tira a se il volantino ma l aereo esita ad eseguire la rotazione che dovrebbe portarlo col muso rivolto verso l alto; se fosse un aereo di dimensioni minori, o se fosse un aereo di dimensioni più compatte, la rotazione richiederebbe meno tempo. Questo dipende dal Momento di Inerzia dell aereo. Sul Flight Simulator troverete la grandezza di questa misura indicata come M.O.I.; per certi aerei è abbastanza veritiera, per altri è strampalata, specialmente per gli aerei creati dai simmers (ma questo discorso esula dai nostri presenti intendimenti). Quello che ci interessa capire è che più il Momento di Inerzia di un aereo è grande più l aereo è riluttante ad acquisire una accelerazione intorno al suo asse baricentrico (notate che in questo caso l accelerazione di cui parliamo non è più l accelerazione lineare di cui abbiamo fino ad ora parlato ma l accelerazione angolare). Da che cosa dipende il Momento di Inerzia? Certamente dalla massa del velivolo ma più specificatamente dalla distanza delle varie masse che compongono l aereo dal baricentro. Più precisamente: dalla distanza al quadrato. Chiariamo con un esempio: un motore avrà una massa M: se è posizionato a due metri dal baricentro darà origine ad un momento di inerzia M.22 ovvero M.4. Se il motore fosse viceversa collocato a 15 metri dal baricentro il Momento di inerzia sarebbe di M.152= M.225. Una bella differenza: il primo fattore può essere applicato al Boeing737, il secondo all MD80 . Ultima considerazione sul M.O.I. indicato nei file di Flight Simulator: in essi l unità di misura della massa non è in Kg ma in slug , maledettissima misura inglese adatta a pollici e piedi di cui non è il caso parlare in questa sede.

2

2

1tas

8

Se volete confrontare i dati prendete in esame solo le quantità numeriche non badando alle unità di misura. Scelto un aereo di riferimento che vi sembra comportarsi bene attribuite al vostro aereo un M.O.I. più o meno grande a seconda che riteniate il vostro aereo più o meno agilmente manovrabile.

Concetto di pressione La pressione è il peso che esercita un corpo esercita sull unità di misura.

Spiegazione: prendiamo un metro cubo di acciaio ( che pesa circa 7860 Kg ); il lato che appoggia per terra sarà uguale a un metro quadro ovvero 100X100 = 10.000 cm2.

Se prendiamo come unità di misura il cm2 la pressione del ferro sul terreno ammonterà a 7860 / 10.000 = 0,786 kg. In questo caso si dirà che il ferro preme sul terreno con 0,786 Kg/cm2 di pressione.

Condizione euleriana Per comodità, allo scopo di facilitare lo studio dei fenomeni aerodinamici, i tecnici e noi, ci

fig.6 metteremo sempre nella condizione euleriana: invece di immaginare l aereo in movimento nell aria ferma, immagineremo l aereo fermo ma investito da un flusso d aria in movimento che abbia la velocità del velivolo. E esattamente la stessa cosa ed è quello che succede nella galleria del vento . La galleria del vento è un tunnel nel quale viene sospinto un grande flusso d aria che investe un modello di aereo il quale è appeso, tramite dei fili o dei sostegni rigidi, a delle bilance che servono per misurare le reazioni aerodinamiche . Sempre per comodità di studio, poiché l aereo è destinato a muoversi nell aria, occorre mettersi d accordo sulle caratteristiche dell aria cui riferirsi. Temperatura, densità, e pressione riferiti al livello del mare devono essere sempre gli stessi altrimenti si rischierebbe di confondere i risultati dei vari studi e dei conseguenti manuali operativi. Per fare ciò gli scienziati si sono messi d accordo ed hanno pensato di immaginare un aria che abbia sempre le stesse caratteristiche per tutti creando:

L Atmosfera standard ( o atmosfera tipo ) L atmosfera è una miscela di gas che circonda la terra ma con caratteristiche diverse a seconda dell altezza e dei luoghi; l azoto ha la parte preponderante essendo circa l 80% del miscuglio, mentre il 18% è rappresentato dall ossigeno. Il resto è rappresentato da i gas cosiddetti rari, dall ossido di carbonio e anidride carbonica e da inquinanti vari. I parametri caratteristici dell atmosfera standard sono:

9

Temperatura , densità specifica , pressione. Ecco i valori si sono stabiliti: la temperatura al livello mare è di 15°C (288°K) con diminuzione di 6,5 gradi ogni mille metri di quota fino a 11.000 metri (ovvero di 2 gradi ogni mille piedi). Al di sopra di tale quota rimane costante a - 56°C per poi aumentare, oltre i 26.500 metri, con un tasso costante e poi subire ulteriori variazioni in diminuzione. La pressione al suolo è originata dalla colonna d aria che ci sovrasta e preme su un cm2 per 1,0332 kg: il valore di questa pressione era comunemente chiamata: una atmosfera (1 atm). Attualmente ci si complica un po più la vita usando diverse unità di misura. Queste sono le equivalenze tra le varie unità di misura: 1atm =29,92 inch Hg (pollici di mercurio) = 760 mm Hg (millimetri di mercurio).=1013 hPa (ectopascal) = 1.013 mb (millibar). Vedremo più avanti che l ectopascal ed i pollici di mercurio sono le due unità di misura più frequentemente usate in aeronautica: la prima in ambito europeo, la seconda in America. Fino a poco tempo fa in Europa si usava il millibar, i cui valori per altro sono identici a quelli dell Hectopascal. In Italia, ai tempi della W W II, si usavano i millimetri di mercurio. La pressione si misura con il barometro: quando al barometro si accoppia una penna scrivente che segna la variazione della pressione nel tempo su un rullo di carta millimetrata, lo strumento risultante si chiama barografo. La pressione diminuisce con la quota in maniera non lineare (a 5.500 metri è già metà di quella a livello del mare) . La densità specifica è la massa

dell unità di volume e si misura in Kg massa / m3. L unità di volume è in questo caso un metro cubo di aria che pesa, a 15°C ed a livello mare, 1,225 kg: dividendo questo peso per l accelerazione di gravità si ottiene la massa: 1,225 / 9,8 = 0,125 kg sec2/m4 che, essendo quella dell unità di volume, è appunto chiamata densità

specifica e la indicheremo con

. Anch essa diminuisce con la quota in maniera non lineare (a 6.700 metri è circa la metà di quella al livello mare ) . Nelle tabella sotto riportata diamo alcuni valori, alle varie quote, di pressione, densità e temperatura

quota pressione densità temperatura

metri hPa C

0 1013 0,1250 +15,00 1000 900 0,1134 + 8,50 2000 794 0,1026 + 2,00 3000 700 0,0927 - 4,50 4000 615 0,0835 -11,00 5000 540 0,0750 -17,50 6000 472 0,0672 -24,00 7000 410 0,0601 -30,50 8000 355 0,0535 -37,50 9000 305 0,0475 -43,50 10000 265 0,0420 -50,00 11000 226 0,0370 -56,50 12000 194 0,0316 -56,50

10

Ovviamente l atmosfera tipo si trova raramente nella realtà (probabilmente mai) perché i suoi valori fondamentali si discostano quasi sempre, anche se di poco, da quelli reali; ma rappresenta una situazione media. Nel volo occorrerà tenere conto di ciò applicando le necessarie correzioni . Si tenga presente, ad esempio, che uno scostamento di pressione di un millibar porta , a livello del mare, ad una differenza di quota di 8,3 metri letto su un altimetro e questo è un dato di cui bisogna assolutamente tener conto. Ma ci ritorneremo sopra quando parleremo dell altimetro .

Moto dei fluidi Con vena fluida si usa indicare un tubo ideale nel quale scorrono paralleli uno all altro dei filetti fluidi (immaginate un pacco di spaghetti). Bernoulli ( che, nonostante il nome, era svizzero) ha studiato il comportamento di una vena fluida. Lo hanno fatto anche tanti altri ma lui è quello che ci ha tirato fuori un equazione molto interessante, che poi è stata completata da Saint Venant ( questo era francese). Venturi ( questo era italiano) ha studiato l effetto di una vena fluida costretta a passare in un tubo che si restringe progressivamente e poi si riallarga. Il passaggio dell aria al suo interno ha

fig.7 un po' le caratteristiche di un ingorgo stradale quando tantissime vetture cercano di passare per una strettoia: prima del passaggio i veicoli procedono lentamente e la pressione (sanguigna) del guidatore è alle stelle. Quando finalmente si arriva alla strettoia la velocità aumenta e la pressione (sanguigna) del guidatore diminuisce. Così avviene nella vena d aria : prima di passare la strettoia la pressione della vena fluida è relativamente alta e la velocità relativamente bassa, nello stretto passaggio la velocità aumenta e diminuisce la pressione. Passata la strettoia si ritorna alle condizioni precedenti Questo tipo di tubo si chiama Tubo Venturi . un piano nel quale improvvisamente apparisse un dosso. fig. 8

11

Si è constatato che la stessa variazione di pressione e velocità avverrebbe anche se il tubo fosse dimezzato nel senso longitudinale La stessa cosa accadrebbe se, al posto del tubo, l aria scorresse su

un piano curvato (vedi la parte inferiore della figura 8). Dell effetto Venturi si fa uso per generare una sorgente di vuoto relativa ( ad esempio per creare una depressione atta a far funzionare la turbinetta che mette tiene in moto il giroscopio dell orizzonte artificiale). Occorre sempre tener presente che i concetti sopraddetti sono quasi esatti solo a basse velocità, lontane dalla velocità del suono: approssimandosi ad essa oppure sorpassandola le cose cambiano anche radicalmente ma per noi che per la maggior parte del tempo voleremo su macchine virtuali subsoniche va bene così.

Numero di Mach A proposito di velocità del suono ricordiamo che il numero di Mach è il rapporto tra la velocità che si prende in considerazione e quella del suono nel punto dove la si misura . Dire che si vola a mach 0,73 vuol dire che la velocità dell aereo è 0,73 volte la velocità del suono. Ricordiamo che nell aria a 15°C la velocità del suono è di 340,43 m al sec. pari a 1225,548 km all ora pari a 661,4 kt. Abbiamo citato la temperatura quale riferimento perché la velocità del suono dipende strettamente dalla temperatura. Maggiore è la quota, minore è la temperatura, minore la velocità del suono. Per questa ragione, quando non si riusciva ancora a superare la barriera del suono a causa dei fenomeni di compressibilità che non si sapeva come affrontare a causa delle vibrazioni cui davano origine, i record di velocità si facevano d estate a Muroc Field: semplicemente perché in quel punto la temperatura era eccezionalmente elevata e l aereo poteva volare molto veloce senza oltrepassare la barriera del suono. Lo stesso avviene per l aria che passa internamente ad un turboreattore: possono verificarsi velocità di 1.500 km ora ma ciò non comporta problemi a perché, essendo in tal punto la temperatura di 600 e più gradi, si è ampiamente sotto la velocità del suono.

Misurazione della velocità. Ora esistono i GPS o gli impianti inerziali ma per circa un secolo, ed ancora adesso, l aviazione ha avuto il problema di dover misurare la velocità di avanzamento dell aereo senza questi marchingegni, il che equivale misurare la velocità della vena fluida. Bernoulli con la sua equazione ha dato una bella mano perché ha evidenziato che detta velocità dipende dalla differenza di due pressioni e dalla densità . Questa è la legge di Bernoulli :

Supponiamo di volare ad una quota fissa, per esempio a livello mare. La densità si manterrà costante; la formula ci dice che la velocità dipende solo dalla differenza di due pressioni che chiamiamo :pressione d impatto Pi e pressione statica Ps : la differenza delle due pressioni si chiama pressione dinamica Pd .Le due pressioni si misurano con uno strumento chiamato, dal nome del suo inventore, tubo di Pitot . Detto tubo, solitamente posizionato sul naso dell aereo se si tratta di un plurimotore o sulla punta dell ala se è un monomotore ad elica (o in qualsiasi altro posto dove il flusso non sia perturbato), consiste in un doppio tubo concentrico; quello interno è aperto anteriormente e termina con un foro che si chiama presa della pressione di impatto, quello esterno è chiuso davanti ma ha un foro laterale che si chiama presa statica. Questa presa potrebbe essere sistemata sui fianchi od in altri punti della fusoliera dove non si manifestano pressioni o depressioni: potrebbero esistere due o più prese che lavorano in contemporanea. Il Pitot sulla maggioranza degli aerei può venir riscaldato per evitare intasamenti dovuti al ghiaccio: per questo su molti cruscotti del Flight Simulator troverete l interruttore Pitot Heat .

2

21 VPP si

12

fig.9

Ritornando alle prese, constatiamo che ambedue sono collegate ad un barometro differenziale che segna la pressione dinamica che abbiamo già detto essere la differenza tra la pressione d impatto misurata sulla punta del Pitot e quella statica colta sulla parete laterale della canna. Nella attuale pratica corrente presa di impatto e presa statica non vengono più montati sullo stesso tubo: esso serve solo ad ospitare la presa della pressione di impatto mentre le prese statiche sono posizionate sui fianchi del velivolo. Su alcuni aerei (non pressurizzati) ne esiste una di emergenza posta all interno della cabina pilota dove la misura che si ottiene è un po diversa dalla pressione statica ma è meglio che niente per poter ricavare una lettura discretamente attendibile. La legge di Bernoulli ci permette di collegare il valore della pressione dinamica a quella della

velocità trasformando la formula in questo modo: V = radice quadrata di 2 Pd/ . La velocità così letta si chiama velocità indicata ( ias , indicated air speed ) e sarebbe molto vicina alla realtà solo se si volasse a livello mare a 15 gradi di temperatura. Questo valore di velocità, opportunamente corretto degli errori dovuti alle interferenze provocate dal corpo dell aereo sul Pitot e dall inclinazione dello stesso rispetto alla vena fluida, dagli attriti vari, dagli errori dovuti alla comprimibilità dell aria, peraltro trascurabili a basse velocità , ecc., da luogo alla: velocità calibrata (cas , calibrated air speed ). Gli anemometri degli aerei moderni sono in genere corretti di tutti questi errori per cui si può ritenere che la velocità indicata sia uguale alla calibrata . Lo stesso avviene nel Flight Simulator per cui d ora in poi considereremo uguali le due velocità e parleremo solo di velocità indicata.

Se facciamo la lettura in quota essa risentirà della diminuzione della densità ed, a parità di velocità rispetto al terreno, leggeremo valori inferiori che dovranno essere corretti : ciò a causa principalmente della variazione della densità specifica che diminuisce gradualmente con la quota. Senza attaccarsi alle formule cerchiamo di capire il perché praticamente; immaginiamo di volare a livello mare e successivamente a 30.000 piedi sempre mantenendo la stessa velocità rispetto al terreno. A livello mare il nostro Pitot incontrerà nell unità di tempo, ad esempio un secondo, un certo numero di molecole, diciamo 10.000: a quota 30.000 piedi le molecole saranno molto più rade perché l aria è rarefatta: forse ne incontrerà solamente 4500. Poiché l indicazione data dallo strumento è proporzionale al numero di molecole incontrato è evidente che in quota l indicazione dell anemometro sarà inferiore. E abbastanza facile, letto il valore della velocità indicata in quota, calcolare quale sia l equivalente velocità al livello mare: si fa moltiplicando il valore letto sullo strumento per la radice quadrata del rapporto tra la densità a livello mare e quella della quota di volo in atmosfera tipo dove:

qqVV

13

V è la velocità indicata a livello mare Vq è la velocità indicata in quota,

è la densità a livello mare

q è la densità in quota

Bisognerebbe anche tener presente di quanto si discosta la temperatura da quella dell atmosfera tipo ma questa differenza non comporta un grave errore di lettura. La velocità così calcolata si chiama Velocità vera all aria ( tas , true air speed ). Essa potrebbe essere effettivamente uguale alla velocità del nostro velivolo rispetto al terreno se ci trovassimo in aria calma in assenza completa di vento, è comunque la velocità effettiva della corrente d aria che sta investendo il nostro aereo.

Facciamo un esempio che, per semplificare, trascuri l influenza della temperatura sulla densità: supponiamo di volare a 2.140 metri e di leggere sull anemometro la velocità di 250 miglia. Abbiamo visto che questa è la velocità indicata. Essa sarà inferiore alla velocità vera all aria della radice quadrata del rapporto tra: la densità a livello mare e quella a 2140 metri. Questo rapporto è

Per ottenere la velocità vera si dovrà moltiplicare la velocità dello strumento per 1,111 per cui ricaveremo il valore di velocità vera all aria di 250 x 1.111 = 277,75 . Altro esempio : a 9.440 metri

La velocità vera all aria sarà 250 x 1,666 = 416,66

Certo che siete spaventati e lo sarei anch io se si dovesse sempre ricorrere a questo calcolo per conoscere l effettiva velocità dell aereo. Si può comunque rimediare in tre modi:

- ricorrere al regolo aeronautico - usare delle semplici regole per calcolarla in maniera approssimativa ma sufficiente ai nostri

scopi. Ecco le regoline:

se si vola da livello 50 a livello 250 la TAS è uguale alla IAS + livello di volo/2 (ricordo che Livello di volo è uguale alla quota di volo in piedi in aria tipo diviso 100) se si vola a meno di 240 nodi la TAS è uguale a: IAS + (1,5% . IAS) moltiplicata la quota in piedi divisa per mille [esempio: se voliamo a 230 di IAS a 10000 piedi si ha: TAS=230+(1,5% di 230) . 10=230+3,45.10 = 230+ 34,5 = 264,5]

- fregarsene di tutto ed andare a settare il Flight Simulator su : mostra velocità vera.

Attenzione: ormai la totalità degli aerei commerciali ha l indicazione delle due velocità:

111,12345,110125,0125,0q

666,1045,0125,0q

14

allora voi potrete domandare: se è così perché si continua a mantenere la lettura della velocità indicata sugli anemometri e non si immette la velocità vera? ve lo dico più avanti.

Ritorniamo invece alla velocità al suolo ( gs , ground speed ) cui avevamo precedentemente accennato per ripetere che è uguale alla velocità vera all aria se si è in assenza di vento

. Se è

presente il vento bisogna occorre aggiungere o togliere la velocità del vento mediante una composizione vettoriale ma su questo ritorneremo in seguito.

Viceversa esaudiamo la vostra curiosità per spiegare l importanza della velocità indicata. Essa ha il pregio di informarci, quale che sia la quota cui si vola, se l aereo vola a velocità che possono comportare dei problemi. Infatti le velocità cosiddette critiche hanno sempre lo stesso valore se espresse in velocità indicata. Per velocità critiche intendiamo la velocità di stallo, le velocità di estrazione dei flap e del carrello. Inoltre, una volta scelta una velocità di salita, di discesa o di crociera non dovrà variare a qualsiasi quota si voli. Per esempio: se un aereo stalla a 94 nodi di velocità indicata a quota zero, anche a 20.000 piedi stallerà alla quella stessa velocità indicata che, ripetiamo, sarà pari ad una velocità vera molto maggiore.. Se un aereo ha la possibilità di estrarre i flap a 210 nodi alla quota di 100 piedi lo potrà fare alla stessa velocità indicata a qualsiasi quota superiore. Questo, e lo vedremo in seguito, perché la variazione di densità che affligge i calcoli della velocità vera all aria è la stessa che affligge le formule della portanza e della resistenza. Nel caso avessimo predisposto il nostro anemometro a leggere la velocità vera dovremmo consultare delle tabelle aggiuntive per conoscere le velocità critiche ad ogni quota: molto scomodo. Per questa ragione voi, come i piloti reali, setterete sempre la velocità indicata sull anemometro.

Nota finale: in alcuni casi alcuni autori usano indicare la IAS come KIAS: vuol dire che è la velocità indicata espressa in nodi. Allo stesso modo troverete KTAS e KGS.

Strato limite Parlando del Pitot, qualcuno si sarà certo posto il problema di come sia possibile misurare la pressione statica anche su aerei che corrono a grande velocità. Rammentiamo che nella descrizione del Pitot si è detto che la presa statica era posta sul fianco del tubo esterno oppure lungo i fianchi della fusoliera: in quel particolare punto non ci sono ne pressioni ne depressioni. Ma questo non sarebbe sufficiente a spiegare perché la misurazione della presa statica fornisce rigorosamente il valore della pressione statica. La vera spiegazione sta nello strato limite. Immaginiamo un corpo investito da una corrente d aria. Esaminiamo quello che avviene nello spazio di qualche millimetro intorno a lui. L aria è un fluido viscoso e per questo motivo le molecole che lambiscono il corpo gli rimangono attaccate, immobili. Procedendo dalla superficie del corpo verso l esterno troveremo i famosi filetti fluidi che scorrono con velocità crescenti man mano che ci si allontana dalla superficie. Infatti le molecole di quelli molto vicini alla superficie vengono ritardate da quelle immobili aderenti alla parete, il tutto per la viscosità dell aria. Quelli che saranno più in fuori sentiranno meno questo trattenimento finché

15

fig.10 arriveremo ad una certa distanza dove i filetti cominciano ad avere velocità uguali a quella della corrente d aria. Tutto questo avviene in uno strato dello spessore variabile da pochi decimi di millimetro a qualche centimetro. L incremento delle velocità avviene secondo una determinata curva, diversa a seconda che il flusso sia laminare, cioè con filetti paralleli a se stessi come il già citato pacco di spaghetti, o turbolento, con i filetti che si rivoltolano o si attorcigliano fra di loro come erano i capelli crespi delle africane di una volta (ora si fanno la messa in piega e addio esempio). Lo strato d aria sopradescritto si chiama strato limite . Lo strato limite è spesso pochi millimetri se il flusso è laminare , pochi centimetri per quello turbolento. Per ritornare da dove siamo partiti è proprio questo strato d aria con la sua immobilità in prossimità della superficie che consente l esatta misurazione della pressione statica anche su un aereo in movimento veloce. Ecco ancora qualche ragionamento sullo strato limite: probabilmente non c entra nulla col volo virtuale ed è per cultura generale. Comunque, se volete potete benissimo saltare al capitolo successivo. L interesse del progettista di un aereo è quello di mantenere il più possibile lo strato limite con flusso laminare perché ciò riduce la resistenza all avanzamento nella maggior parte dei casi e migliora la portanza aerodinamica: vi è infatti l eccezione che avviene alle basse velocità quando le dimensioni del corpo sono sufficientemente piccole; in tal caso si è scoperto che la resistenza è minore quando lo strato limite è turbolento . Ma questa eccezione interessa velocità molto basse e dimensioni del corpo preso in esame molto piccole. Questo spiega anche perché una pallina da golf ha la superficie rugosa: proprio per originare uno strato limite turbolento anziché laminare.

Esiste una relazione chiamata: Numero di Reynolds = VD /

dove V è la velocità , D la dimensione che caratterizza il corpo ,

è la viscosità cinematica , che viene usata per sapere quali sono i termini in cui lo strato limite da laminare diventa turbolento e viceversa. Questo Numero di Reynolds è anche importantissimo per lo studio delle caratteristiche dei modelli in scala di aerei nelle gallerie a vento: se si vuole che i dati rilevati sul modello in scala corrispondano a quelli dell aereo reale occorre che il Numero di Reynold del modello in galleria sia uguale a quello dell aereo reale; in caso ciò non fosse bisognerebbe tenerne conto. Infine un ultima considerazione: per rendersi conto che effettivamente esiste uno strato limite dove la velocità delle molecole è nulla basta osservare le gocce d acqua che scorrono sul parabrise : anche ad alta velocità esse sono praticamente immobili e vengono trascinate via a fatica dal flusso che lambisce la parte esterna.

16

Effetto Magnum e circuitazione . Prendiamo un cilindro e facciamolo ruotare abbastanza

fig. 11 velocemente attorno al suo asse longitudinale. Lo strato limite aderente alla superficie porta in rotazione anche le molecole d aria ad esso aderenti. Pensiamo che sia investito da un flusso d aria: accadrà che le molecole d aria su di un lato sommeranno la loro velocità a quella del flusso, dalla parte opposta la sottrarranno. Proviamo ora a prendere un cilindro molto più lungo del barile ed a montarlo verticalmente, come se fosse una ciminiera, sul ponte di una nave (Cousteau, buonanima, ne aveva costruita una fatta a quel modo, ma dotata di due cilindri, era un catamarano ed al momento attuale [2006] è ancorata nel porto di Imperia ed ha due cilindri-) facendolo ruotare mentre è investito dal vento: la nave si muoverà in direzione ortogonale alla direzione del vento come nella figura sopra illustrata. Altro esperimento: prendiamo un pallone da football e calciamolo lateralmente in modo da imprimergli una rotazione sul suo asse verticale: il pallone andrà verso la porta ma ingannerà il portiere perché la sua traiettoria sarà curva in quanto alla forza del calcio si aggiunge la portanza laterale dovuta alla rotazione. Quello che abbiamo descritto più sopra e che si è generato sia sul cilindro della nave che sul pallone è l effetto Magnum . A causa delle differenti velocità dell aria tra una parte e l altra del cilindro o della sfera si è formato un campo di pressioni sbilanciato in direzione ortogonale a quella del flusso dell aria che la investe; ciò origina una forza che chiameremo risultante aerodinamica da cui origina la spinta sul cilindro o la deviazione della traiettoria del pallone . La circolazione dell aria attorno al pallone o alla sfera si chiama circuitazione .

Profili alari Se si sega ortogonalmente un ala si evidenzia una forma pisciforme : è il profilo alare . In esso potremo identificare l estradosso o dorso e l intradosso o pancia . Parametri caratteristici dei profili alari sono la corda , la linea mediana , la curvatura , lo spessore massimo , il bordo d entrata ( o di attacco) e bordo d uscita .

17

fig.12 Numerose sono le forme che i profili possono avere ma quelli adatti al volo a velocità inferiori a quella del suono si possono classificare come segue: Biconvessi simmetrici Biconvessi asimmetrici Piano convessi Concavo convessi

fig.13

I profili che interessano il volo alle basse velocità erano già tutti studiati ed approfonditi alla fine della W W II nel corso della quale vennero fatti fondamentali scoperte nella teoria aerodinamica, sia da parte americana che inglese e tedesca ( dei russi si sa poco, i giapponesi andavano a rimorchio, in Italia si era fatto qualcosa prima ma poco durante la guerra). Sono molto noti i profili NACA ( National Advisory Committee for Aeronautics ) perchè sono quelli studiati dall Ente americano che successivamente ha preso il nome di NASA e universalmente adottati sugli aerei statunitensi. Se avessero vinto la guerra i tedeschi forse si parlerebbe solo dei tedeschi Gottinga o forse anche degli italiani Roma . L angolo con cui la corda geometrica del profilo si pone rispetto alla direzione del flusso d aria viene chiamato angolo di incidenza (angle of attach in inglese). Quello che la corda geometrica forma con l asse longitudinale della fusoliera che si chiama angolo di calettamento .

18

Infine, l angolo che la corda del profilo forma col suolo si chiama assetto ( attitude in inglese).

fig. 14 In questa figura noteremo che la direzione del vento che investe il profilo, e pertanto l aereo ad esso collegato, è la stessa che compie il baricentro dell aereo: è pertanto la sua traiettoria. Se ne deduce che l angolo risultante dalla sottrazione dell angolo di assetto con l angolo di incidenza è l angolo di rampa. Uno dei profili piano convessi più noti è il Clark Y che troviamo sui Piper ad ala alta , mentre tra i biconvessi asimmetrici c è il NACA 23012 che troviamo un po dappertutto ( Baron per esempio ).

Assi di un aereo e funzione delle superfici mobili di governo Con questo capitolo forse precorriamo un po i tempi ma conviene acquisire subito queste nozioni per meglio intendere i capitoli che seguono . Per lo studio degli effetti aerodinamici sull aereo si usa indicare i tre assi intorno ai quali avvengono i movimenti ; essi sono : asse verticale o di imbardata, asse longitudinale o di rollio, asse trasversale o di beccheggio Indichiamo anche le funzioni di tutte le superfici mobili. Sull ala : Alettoni : servono per dare maggiore o minore portanza all estremità alare di cui fanno parte al fine

19

fig.15

di inclinare il piano alare intorno all asse di rollio. Da tener presente che il movimento di un alettone è sempre contrario al suo opposto : quando uno si alza l altro si abbassa . Per motivi aerodinamici non sempre quello che si alza subisce uguale deflessione di quello che si abbassa : la deflessione di quest ultimo può essere maggiore di quello che si alza . Flap (ipersostentatori in italiano ma è la dizione inglese quella comunemente usata): servono ad aumentare la portanza. Si abbassano sempre verso il basso. Da tener presente che oltre ad una azione portante hanno anche una certa azione resistente per cui quando si abbassano occorrerà aumentare la trazione se si vuole mantenere invariata la velocità; per questo stesso motivo contribuiranno a diminuire la velocità nelle fasi di atterraggio. I flap non possono essere abbassati a qualsiasi velocità : ci sono dei precisi limiti variabili per ogni aereo che occorre conoscere e rispettare altrimenti si rischia di farseli strappare dall aria (la stessa cosa può valere per il carrello). Un altro effetto dei flap è quello di variare il momento picchiante con variazione di assetto che impone una correzione col trim. Impennaggio orizzontale o equilibratore o stabilizzatore ( stabilizer in inglese): le superfici mobili ad essa collegate si muovono in perfetta sincronia verso il basso o verso l alto . Il loro movimento serve a rendere più o meno portante la coda in modo da far alzare od abbassare il muso e in conseguenza di variare l angolo di incidenza dell ala . Esistono stabilizzatori che sono privi di superfici mobili perchè si muovono interamente attorno ad un asse centrale ( flying tail in inglese). Impennaggio verticale o deriva (vertical fin in inglese):la superficie mobile ad essa collegata è detta timone ( rudder in inglese): questa superficie mobile si deflette a destra o sinistra mediante la pedaliera: va a destra se si spinge il piede destro ed a sinistra se si spinge il sinistro. Il suo scopo è quello di provocare una spinta laterale che fa ruotare l aereo intorno al suo asse di imbardata ( l asse verticale ). Negli aerei a reazioni serve solitamente a contrastare l azione del vento laterale e negli aerei ad elica anche l effetto destabilizzante dell elica . Si impiega sovente per eseguire una virata corretta ( ricordare la regola pratica: piede scaccia pallina ). Sulla fusoliera o sulle ali si possono anche trovare gli spoiler ( freni aerodinamici in italiano ma prevale la dizione inglese) . Sono superfici che vengono estratte verso l esterno per aumentare la resistenza e, se piazzati sull estradosso delle ali, diminuiscono anche la portanza. Gli aerei a reazione, quando volano ad alta velocità, impiegano speciali spoiler al posto degli alettoni che, in quella condizione, vengono bloccati . In molti aerei non ci sono limitazioni di velocità all estrazione degli spoiler che perciò rappresentano un efficace mezzo per ridurre velocità .

Risultante aerodinamica E dimostrato che quando un profilo alare presenta una asimmetria rispetto alla direzione del flusso che lo investe, si forma sulla sua superficie un flusso praticamente identico alla circuitazione che abbiamo trovato nel cilindro dell effetto Magnum.. Per questo motivo, un vero e proprio vortice avvolge il profilo alare passando sopra l estradosso nel senso della velocità continuando al di sotto in senso opposto a quello della velocità: esso si sovrappone al flusso d aria che investe il profiloù. Sull estradosso il flusso vorticoso si somma alla velocità di avanzamento dell aereo, sull intradosso si sottrae. Pertanto la velocità dell aria sulla parte superiore sarà superiore a quella della parte inferiore. Per l effetto Venturi sull estradosso del profilo la corrente fluida aumenta la velocità e la pressione diminuisce: il dorso dell aria si trova aspirato verso l alto mentre sull intradosso si origina una pressione od una depressione di proporzioni molto minori a quella della parte superiore. La risultante delle depressioni e delle pressioni da luogo alla risultante aerodinamica. La componente perpendicolare al flusso di questa risultante si chiamerà portanza; quella parallela resistenza.

20

fig. 16 I fattori che influenzano la portanza di un profilo e la fanno aumentare o diminuire sono: la forma del profilo e l incidenza Forma del profilo: aumentando l inarcamento del profilo ( la curvatura ) si aumenta la

fig.17 capacità portante. Solitamente i profili hanno una forma ben determinata e quindi una determinata curvatura; questa può però essere variata con l introduzione delle superfici mobili, alettoni o flap. Incidenza: aumentando l incidenza aumenta la portanza in maniera pressappoco lineare. Per esprimere la variazione della portanza si impiega un coefficiente chiamato coefficiente di portanza che consente di studiare la variazione dei due fenomeni sopra illustrati : in Italia lo si

indica con Cp , nei paesi anglosassoni CL, in Francia CZ ma si tratta sempre della stessa cosa . Aumentando l incidenza dell ala si aumenta il coefficiente di portanza. C è una corrispondenza lineare in questo incremento: il che vuol dire che per ogni grado di aumento di incidenza il coefficiente di portanza aumenta di un quantità costante. Ma questo non avviene per incidenze molto elevate: infatti arrivati intorno ai 12° il coefficiente continua ad aumentare ma meno di quanto aveva fatto fino allora. Arrivando intorno ai 14° vedremo che il coefficiente di portanza non aumenta più, siamo arrivati al coefficiente di portanza massimo. Aumentando ancora l incidenza ci accorgeremo che, anziché aumentare, il Cp diminuisce fino ad annullarsi per incidenze superiori ai 20°. Questo accade per il fatto che il flusso d aria che lambisce il dorso dell ala, che fino

21

fig.18 all incidenza di 12° lo aveva lambito interamente (o quasi), comincia a staccarsi: si è in presenza del distacco di vena che origina un regime molto vorticoso che gradualmente fa scomparire la depressione che si era formata sul dorso. Questa condizione si chiama stallo: l aereo vincolato all ala che stalla perderà più o meno repentinamente quota assumendo solitamente un assetto picchiato che occorre saper correggere con una manovra che richiede una certa quota per essere eseguita in sicurezza. Ci sono profili che arrivano alla condizione di stallo gradualmente e perdono portanza lentamente, altri che la raggiungono improvvisamente e perdono portanza in maniera molto repentina e ciò influisce sul comportamento in volo dell aereo. Per esemplificare la spiegazione si è indicato per l angolo di incidenza critica un valore fisso: nella realtà esso varia a seconda dei profili alari, della forma in pianta delle ali, del modo di come viene attaccata l'ala alla fusoliera e di tanti altri fattori, ma rimane, con alcune eccezioni, sempre di pochi gradi in su od in giù intorno al valore di 14° citato. Vedremo più avanti quali fattori aumentano o diminuiscono la velocità di stallo.

fig.19 Per ora va rimarcato che lo stallo è una condizione geometrica nel senso che esso può avvenire a qualsiasi velocità se si verificano determinate variazioni di assetto o incidenza. Un esempio eclatante è quello dello stallo di velocità che si potrà comprendere dall esame della figura 19. Un aereo in affondata viene bruscamente richiamato dal pilota: il suo baricentro, anche se il muso si alza bruscamente, tende a mantenere inalterata la sua traiettoria per qualche istante ( precedentemente avevamo parlato di ciò citando il teorema della quantità di moto).

22

Il risultato che ne consegue è che la direzione della velocità, indicata dalla freccia, rimane inalterata

mentre la corda alare esegue una rotazione. L angolo di incidenza

diventa molto grande e

sorpassa l angolo di incidenza critico con relativa caduta in stallo, ed elevata probabilità di proseguire in vite specie per gli effetti perturbanti dell elica.

fig.20 Un altro esempio di stallo inconsueto è lo stallo di raffica. Esso avviene quando un aereo entra in una zona altamente perturbata in cui incontra raffiche verticali ascendenti ( un grosso cumulo o un cumulo nembo sono esempi di zone perturbate). Anche qui ci soccorre l esame della figura: alla velocità del velivolo si unisce la velocità della raffica ascensionale col risultato che la somma delle velocità ha una direzione tale da incidere sull ala con un angolo superiore a quello critico. Sembrerà strano ma le raffiche discendenti non portano allo stallo ma solamente ad una diminuzione del coefficiente di portanza per cui l aereo tende a scendere ma non stalla e può essere facilmente ripreso richiamandolo.

Profili laminari e supercritici Visto che siamo in argomento e visto che nelle figure è riprodotto il Siai 260 sarà opportuno ricordare che questo aereo è uno dei primi aerei nati per il turismo ad impiegare i profili a flusso laminare detti anche profili laminari. La differenza tra questi profili e quelli di cui abbiamo parlato fin d ora è che in essi viene arretrato il punto di spessore massimo che nei profili normali si trova al 30% della corda partendo dal bordo di attacco: nei profili laminari esso viene portato oltre il 40%. Questo perché si è constatato che nel punto dove il profilo ha il massimo spessore il flusso che lambisce il dorso dell ala da laminare diventa turbolento; come ho già forse detto, il progettista cerca di mantenere il flusso laminare per quanta più superficie alare possibile al fine di minimizzare la resistenza: ci si riesce arretrando il punto di spessore massimo. Come sempre, in aeronautica, dando una martellata si aggiusta da una parte ma si rompe dall altra: nel nostro caso questi profili si comportano in modo poco ortodosso nel senso che vanno benissimo alle piccole incidenze ma quando arrivano vicino all angolo di incidenza critica subiscono un distacco di vena improvviso e per niente graduale ingenerando degli stalli bruschi come appunto quello che è ben riprodotto nel 260 virtuale. I profili supercritici sono stati creati per il volo subsonico in prossimità della velocità del suono e col loro disegno tendono a diminuire l incremento di velocità che per l effetto Venturi si verifica sul

23

dorso dell ala, onde non arrivare alla velocità del suono in quel punto quando l aereo sta volando ancora molto sotto questa velocità. I profili supercritici si distinguono dai profili tradizionali per avere un raggio di curvatura del bordo di attacco più ampio, una curvatura del dorso meno accentuata ed un leggera flessione verso il basso del bordo di uscita. Come al solito anche questi profili hanno il rovescio della medaglia rappresentato da un più elevato coefficiente di momento perché viene spostato molto indietro il centro di spinta; pertanto gli aerei che li montano hanno bisogno di superfici di comando più generose e via di questo passo.

Curve Polari

fig.21 Possiamo rappresentare la variazione del coefficiente di portanza con l incidenza mediante una

curva , chiamata polare che ci consente di leggere i valori del coefficiente di portanza Cp sull asse

verticale (ordinate ) in relazione ai valori

dell incidenza segnati sull asse orizzontale (ascisse ). L esame della polare ci permette di notare che un profilo biconvesso simmetrico ( usato solitamente negli impennaggi o sulle ali degli aerei acrobatici ), ha coefficiente di portanza zero ad incidenza zero e perciò non genera portanza a meno che non si aumenti l incidenza, mentre tutti gli altri profili hanno il coefficiente di portanza maggiore di zero ad incidenza zero. Concludendo: angolo di incidenza e la curvatura influiscono sul coefficiente di portanza.

Portanza Vediamo finalmente la formula generale della portanza.

dove :

Cp è il coefficiente di portanza

è la densità specifica dell aria

S è la superficie alare

V la velocità dell aereo rispetto all aria Questa formula somiglia maledettamente all equazione di Bernoulli ed in effetti deriva da essa .

pCVSP 2

21

24

Essa ci dice che la portanza di un ala dipende, oltre che dal coefficiente di portanza, dalla densità dell aria, dalla superficie dell ala, dal quadrato della velocità dell aereo. Non vi chiedo di impararla a memoria ma se lo faceste non sarebbe male perché contribuirà a chiarirvi, in molti casi, il perché di certi comportamenti del vostro aereo, virtuale o reale che sia. Il fatto che la portanza aumenti con il quadrato della velocità ci fa capire che anche i sassi come l F 104 od il T38 possano volare, basta farli andar veloci. Comunque, per dimostrare che nella succitata formula non c è nulla di astruso calcoliamo la portanza che l ala di un Cessna riesce a generare decollando in configurazione pulita, cioè senza flap. Dovremo solo avere l avvertenza di inserire nella formula unità di misura omogenee tra di loro ed omogenee al sistema di misura adottato: noi ci accontenteremo del vecchio sistema di misura tecnico ( che era così comodo) ed useremo i metri, i secondi ed i kilogrammi . Il Cessna 182 ha una superficie alare è di 16,6 m2, la velocità di decollo è di 70 kt pari a 129,6 km = 36 m/sec (ricordare, se possibile: per passare da miglia nautiche a Km occorre moltiplicare per 1,853, per passare da chilometri all ora a metri al secondo occorre dividere per 3,6 ) Possiamo ritenere il coefficiente di portanza massima C p max = 1,2 Scriviamo la formula introducendo i vari valori: P = ½x 0,125 x16,6 x36 x 1,2 = 1613 kg . Abbiamo ottenuto una portanza che eccede il peso di 1300 kg indicato dalla Cessna come massimo al decollo e questo ci conforta perché: che possiamo tranquillamente decollare arrivando ad una incidenza minore a quella massima ed abbiamo una discreta riserva di portanza: 1613 -1300 = 313 kg che ci consentirà di mantenere una certa velocità verticale di salita . Ma se volessimo decollare da un campo sistemato a 4500 metri, per esempio in Nepal? Supponendo che il motore riuscisse, a quell altezza, a darci una spinta tale da raggiungere i 70 kt, vediamo che nella formula tutto rimane invariato all infuori della densità la quale passa da 0,125 a 0,0792 . Rifacciamo i calcoli : P= ½x 0,0792x 16,6x x36 x 1,2 =1027 kg. Essendo il nostro aereo pesante 1300 kg non decolliamo. A meno di ricorrere a qualche altro espediente: diamo una pendenza alla pista e riusciamo a guadagnare qualche nodo in più, diciamo 75, e poi abbassiamo i flap aumentando il CP a 1,7. Rifacciamo i calcoli : P= ½x 0,0792 x x16,6x 38,58 x1,7 =1663 kg Questa volta ce la facciamo. Gessner, pilota svizzero di molti anni fa, era molto noto perché faceva proprio così col suo Piper: atterrava in salita e decollava in discesa e buttava giù tutti i flap quando era il momento di staccare. Probabilmente ha fatto la stessa cosa il pilota del Fiesler Storch che ha portato via Mussolini dalla residenza sul Gran Sasso. Questo sistema è ora comunemente adottato negli altiporti.

Allungamento alare Con allungamento si indica il rapporto tra l apertura alare e la corda media: se l ala è a pianta rettangolare, come corda media si può assumere qualsiasi corda per cui si può scrivere

dove l allungamento, l è la corda alare e W l apertura alare. Se l ala non è rettangolare la formula da usare per trovare il valore dell allungamento è:

SW 2

25

dove S è la superficie alare.

fig.22 Quando abbiamo parlato dei profili alari abbiamo considerato ali con una apertura alare infinita e quindi allungamento infinito. E chiaro che in realtà ciò non avviene: le nostre ali dei nostri aerei hanno allungamenti che vanno da 7 a 9 ma se ne trovano anche con allungamenti inferiori e superiori , negli alianti ad esempio , si arriva a superare il 30. L allungamento influisce sensibilmente sulle prestazioni di un profilo alare e ne influenza positivamente o negativamente i suoi valori. Per paradosso, si è constatato dalle prove di galleria a vento che più l allungamento è basso più l angolo di incidenza critico aumenta di valore: tali aumenti sono però relativamente contenuti e consistono in qualche grado. Si è constatato che succede lo stesso fenomeno se l ala ha la pianta a freccia; angoli di incidenza critica ancora più elevati si raggiungono con l ala a pianta triangolare. e qui si spiegano i forti angoli di incidenza raggiungibili dall F16 o dal Sukoi 29. In questo caso intervengono altri fattori (vortici sul bordo d attacco) che sovvertono in parte quanto finora abbiamo esposto. Con ciò uno sarebbe indotto a pensare che più si fanno le ali tozze più ci si avvantaggia perchè si ritarda il punto di stallo. Ciò era creduto anche da alcuni progettisti italiani ai tempi della WW II ma non sapevano che c era un altra faccia negativa della medaglia: l aumento della resistenza indotta di cui parleremo più avanti. Prima introduciamo il concetto di carico alare. Il carico alare è il rapporto tra il peso dell aereo e la sua superficie alare: in pratica indica quanto peso deve sollevare un metro quadro di ala. Il carico alare rappresenta un indice della velocità minima di sostentamento nel senso che minore è il carico minore sarà la velocità minima . Ecco alcuni carichi alari di noti velivoli espresso in Kg al mq: A300 657 B727 . .. 601 B737 . . . 574 F104 . . 560 ATR42 . 306 Cessna 182 . 78 Alianti circa 40 ULM . circa 20

ovviamente si tratta di carichi approssimati a seconda delle versioni, intesi per aereo a pieno carico, che però danno un idea delle differenze tra i vari aerei .

26

A qualcuno parrà strano che il 104 abbia un carico inferiore ai liner ma occorre tener presente che si tratta di carichi in condizioni di flap retratti: gli aerei di linea all atterraggio tirano fuori tanti ipersostentatori da aumentare anche del 50% la superficie alare, cosa che il 104 non riesce a fare . Poiché ora sappiamo che cosa è il carico alare possiamo ritornare a parlare della velocità di stallo per dire che il carico alare è il fattore che la modifica. Minore è il carico alare, minore è la velocità di stallo e viceversa.

Ecco perché. Usando e rivoltando la formula della portanza, possiamo scrivere:

dove P/S non è altro che il carico alare. Andando avanti nei rivoltamenti si arriva a:

Poiché

ad una certa quota è costante, quando il CP raggiungerà il valore massimo( corrispondente al valore di stallo), si vede benissimo che minore è il carico alare, minore è la velocità (di stallo) . Ovviamente si potrebbe anche aumentare il CP di stallo ma per far ciò si devono estrarre i flap o cambiare il profilo dell ala: la prima cosa si fa, la seconda sarebbe un po troppo complicata.

Resistenza Abbiamo già detto che l aria è viscosa . Gli straterelli che formano lo strato limite tendono ad avvinghiarsi alla superficie. Inoltre creano un flusso che diventa facilmente turbolento spendendo energia. Altra energia va sprecata per spartire tra di loro i filetti fluidi che investono il corpo: essi cercano di opporsi a questa divisione e quando hanno oltrepassato il corpo cercano di riunirsi dando luogo ad una scia vorticosa (la scia chiamata di Karman dal nome dello studioso che la studiò a fondo). Per minimizzare la scia e quindi un ulteriore spreco di energia si tende ad affusolare i corpi. Tutti questi fattori generano una forza che si oppone al moto e che chiameremo genericamente resistenza. Nell ala si sogliono distinguere tre forme di resistenza: la resistenza di attrito , la resistenza di forma e la resistenza indotta. La resistenza di attrito si riduce diminuendo la rugosità delle superfici usando, per esempio, ribattini a testa annegata e curando l aspetto esteriore (qualcuno ha mai visto le foto degli aerei che a Reno si affrontano nelle gare di velocità i cui meccanici lucidano col polish le ali?). La resistenza di forma, lo abbiamo già accennato, diminuisce facendo forme sempre più affusolate. Ma per quanto si faccia, la resistenza si può minimizzare ma non eliminare e perciò le parti che compongono l aereo possono anche non aver portanza ma hanno certamente una resistenza . La resistenza della fusoliera e di altre appendici dell aereo si deve valutare in galleria a vento: esistono valori approssimativi che suggeriscono valori di resistenza per vari tipi di fusoliera, di navicelle dei motori, dei carrelli ma senza la galleria a vento non si riesce ad avere il valore giusto. Lo stesso vale per l ala. Della resistenza indotta parleremo più avanti. La formula della resistenza è analoga a quella della portanza:

varia solo il coefficiente, in questo caso chiamato coefficiente di resistenza CR (CD in inglese, CX in francese)

RCVSR 2

21

PCVSP 2

2

1

PCecaricoalar

V2

27

Nel caso dell ala, il coefficiente di resistenza, oltre che riducendo lo spessore, viene minimizzato mantenendo lo scorrimento dei filetti fluidi senza turbolenze (laminare) ed il più possibile aderente alla superficie. L andamento del coefficiente di resistenze segue per lo più quello del coefficiente di portanza con una grande eccezione: non si annulla mai anche in condizioni di incidenza vicino allo zero.

Seconda Curva Polare L andamento contemporaneo della variazione dei coefficienti di portanza e di resistenza si può constatare dall esame di questa curva, anche essa chiamata polare, in cui leggiamo sulle ascisse il coefficiente di resistenza e sulle ordinate quello di portanza: per completare il tutto vengono segnati sulla stessa curva i relativi valori di incidenza.

fig.23

Efficienza Abbiamo menzionato la seconda curva polare ma perché essa risulta comoda ad individuare il valore di efficienza. Per efficienza di un ala si intende il rapporto tra la il portanza e la resistenza dell ala, per un determinato angolo di incidenza. Tenendo conto delle formule di portanza e resistenza si potrà scrivere:

Occorre fare un distinguo utile a comprendere i ragionamenti che seguono: l efficienza che ci interesserà non è quella della sola ala ma quella di tutto l aereo. Pertanto mentre il coefficiente di portanza sarà sempre quello dell ala, principale elemento portante con grossi distinguo che vedremo in seguito, il coefficiente di resistenza sarà quello di tutto l aereo. Il metodo più semplice di misurarlo è quello di usare la galleria a vento. Quindi la curva polare tirata in ballo sarà quella di tutto l aereo e non solo dell ala. Dicevamo che l efficienza si scrive

R

P

CC

RP

ER

P

CC

RP

E

28

ma può anche scriversi (e vi faccio grazia della spiegazione teorica, prendetela per buona così com è):

Questo vuol dire che se si conosce il valore dell efficienza dell aereo si saprà anche se lo stesso sarà in grado di planare più o meno a lungo in volo librato, cioè senza motore. Basta moltiplicare la quota a cui si è per il valore dell efficienza per ottenere la distanza che si potrà percorrere prima di arrivare a terra perché dall equazione precedente si arriva a:

Gli aliantisti sanno qual è l efficienza del loro aliante: ne va di mezzo la possibilità di arrivare al campo. Alcuni alianti al momento, raggiungono efficienza 50: questo valore, con l adozione di superfici speculari e con ali sempre più sottili, continua ad aumentare nelle nuove costruzioni. Prendiamo per buono il 50. Vuol dire che se si è a 1.000 metri di quota se ne potranno fare 50.000 (ovvero 50Km) prima di arrivare per terra. Questo naturalmente in assenza di termiche o di discendenze. Negli aerei normali il valore di efficienza è molto più basso, comunque è migliore nei jet che negli aerei da turismo: un jet raggiunge ed oltrepassa il 12, un aereo da turismo difficilmente sorpassa l 8.

Si narra che nelle prove di collaudo del Caravelle,il collaudatore Pierre Nadot abbia spento i motori e si sia divertito a veleggiare per un centinaio di chilometri prima di ritornare a Tolosa. Più o meno la stessa cosa avviene su i jet che, chiesta l autorizzazione alla discesa,mettono i motori al minimo e cominciano una lunghissima planata.

Ovviamente il valore dell efficienza di cui si tiene conto è quello di efficienza massima: ed è per questa ragione che la seconda curva polare di cui parliamo è così importante. Perché da essa ricaveremo il valore di efficienza massima semplicemente tracciando una tangente che parte dall origine degli assi ; nel punto di tangenza troveremo i valori di Cp e Cr che divisi uno per l altro origineranno quel valore . Nello stesso punto leggeremo anche l angolo di incidenza cui si deve volare per mantenere il valore col quale otterremo l efficienza massima. Non solo: usando la formula della portanza si ricaverà anche la velocità che deve mantenere l aereo per planare all efficienza massima. Non solo: questa velocità è importante perché è quella che ci permetterà, col motore funzionante a regime di crociera, di ottenere l assetto di minima trazione col quale si potrà eseguire il più lungo percorso con un certo quantitativo di carburante: perciò si chiama velocità di massima autonomia chilometrica . Per essere esatti è il caso di dire che detta velocità non è sempre la stessa ma dipende dal carico dell aereo: nei piccoli aerei da turismo, visto il debole consumo di carburante e la conseguente esigua variazione di peso, si può considerare fissa attorno ad un certo valore, nei jet la faccenda è diversa.

RP

E

quotaplanatadilunghezza

E

EquotaplanatadiLunghezza

29

fig.24 L assetto di cui abbiamo parlato non è da confondere con quello di massima autonomia oraria che si può anch esso identificare con l ausilio della polare nel punto dove è massimo il rapporto:

Alla velocità corrispondente a questo assetto corrisponderà un volo che consente il minimo consumo orario; viaggiando a questa velocità l aereo volerà, sempre con quella certa quantità di carburante disponibile, per il tempo più lungo possibile (ricordarsene quando si deve fare una holding prolungata in attesa che si ristabilisca la situazione meteorologica) . In mancanza di motore, questo assetto corrisponde a quello di minima velocità di discesa verticale. E facile individuare praticamente la velocità (d ora in poi scrivendo velocità si intenderà sempre quella orizzontale) corrispondente a questo assetto: si potrà trovare mettendo il motore al minimo correggendone la spinta residua con la tenue resistenza provocata dall estrazione di una tacca di flap. Essa sarà raggiunta quando il variometro segnerà la minima velocità verticale a scendere. Purtroppo il Flight Simulator, almeno fino ad ora, non ci da grosse soddisfazioni in questo senso perché non permette di individuare con esattezza il valore di questa velocità. Da notare che la velocità orizzontale corrispondente a questo regime è leggermente inferiore alla velocità di efficienza massima.

Resistenza indotta Si è notato che gli aerei che riescono a planare più a lungo sono quelli che hanno ali lunghe e sottili ovvero quelli con un elevato allungamento. Da questa constatazione si sono avviati studi per capirne il perché e si è arrivati ad individuare un tipo di resistenza che caratterizza le ali: la resistenza indotta. Questa resistenza si aggiunge alla resistenza di attrito ed a quella di forma ma è peculiare degli elementi portanti perché, come dice il nome, è indotta dalla portanza nel senso che se non c è portanza questa resistenza non esiste. E uno scotto che ogni macchina che riesce a volare deve pagare per poter stare in aria. A suo tempo abbiamo parlato di circuitazione spiegando che attorno all ala portante si forma un vortice: questo vortice tenderebbe a proseguire oltre le estremità alari ma arrivato a quel punto gira bruscamente di 90° e prosegue in poppa all aereo.

3

2R

P

C

C

30

La figura vi aiuterà a visualizzarlo.

fig.25 La potrete vedere dal vivo se vi mettete in prossimità della pista sotto il sentiero di atterraggio in una giornata umida o leggermente piovosa: le goccioline d'acqua aiutano in tal caso a materializzarla. La potrete vedere anche fuoriuscire dalle estremità degli alettoni posti in coda delle macchine di formula uno ed in tal caso è rivolta oltre che verso l indietro anche verso l alto perché questi alettoni sono deportanti. Queste scie rappresentano un vero e proprio fardello che l elemento portante si deve trascinare. Se vogliamo quantificare l influenza della resistenza indotta sul totale della resistenza di un ala discretamente efficiente potremo dire che è intorno al 10% della resistenza totale: non si prenda questo valore per oro colato poiché è molto variabile.

Riportiamo qui di seguito la formula del coefficiente di resistenza indotta dalla quale capirete perché gli aerei con alto allungamento hanno efficienza più elevata.

dove

= allungamento

= pi greco ( 3,14)

e = fattore di Oswald ( che incontrete nel Aircraft.cfg di FS9). Osservando questa formula si evidenzia che il coefficiente di resistenza indotta sarà tanto minore quanto è minore

il coefficiente di portanza (infatti, se non c è portanza sparisce) e quanto sono maggiori

l allungamento ed il fattore di Oswald. Questa è la successione dei ragionamenti: maggiore allungamento minore coefficiente di resistenza indotta

minore resistenza indotta minore resistenza totale

maggiore efficienza

planata più lunga maggiore autonomia chilometrica.

I vantaggi dell allungamento.non erano completamente chiari ai nostri progettisti nel corso della guerra e noi arrivammo a comprendere il significato di resistenza indotta qualche tempo dopo americani ed inglesi: questi facevano aerei con allungamenti mostruosi, per i tempi, tipo B24, B29, Lancaster, noi facevamo il Breda 88 che quando pieno di bombe e carburante non riusciva ad acquistare velocità sufficiente a permettere una virata in sicurezza. Ne risultò che, quando

eC

C PRi

2

31

tentarono di usarlo in Libia, una squadriglia dei suddetti aerei decollati da una base del deserto fu costretta a volare in senso rettilineo finché non è riuscì ad alleggerirsi, prima del carburante e poi delle bombe lanciate a casaccio. Questo non è romanzo: è verità documentata

Esiste però anche il fattore di Oswald : esso dipende dalla distribuzione della portanza sull ala. Quando abbiamo parlato di coefficienti di portanza nei profili alari ci siamo riferiti sempre ad ali di allungamento infinito per le quali la portanza è distribuita uniformemente per tutta la lunghezza. Non è così nella realtà dove l ala è finita e la sua forma in pianta differenziata. Si è scoperto che il fattore di Oswald, il cui valore non può essere superiore ad 1, è maggiore per ali a pianta ellittica o fortemente rastremate o terminanti a punta; ma per aumentarlo sono efficaci anche i serbatoi ausiliari posti all estremità delle ali o le winglet venute di moda in questi ultimi tempi. Esempi di ali a forma ellittica sono quelle dello dello Spitfire o del Thunderbolt. Sono viceversa pessime, per quanto riguarda questo fattore, le ali a pianta rettangolare.

fig.26 Detto per inciso e per ultimo, un signore, che si chiama Munk, ha stabilito che questo fattore rimane inalterato anche se le ali vengono deflesse all indietro come nel caso dei jet: in sostanza quella che conta è la forma dell ala. Negli aerei di normale architettura il Fattore di Oswald varia da 0,6 a 0,85.

Ci fu un periodo in cui anche i costruttori di auto si accorsero della resistenza indotta: fu quando cominciarono a fare carrozzerie così filanti che sembravano profili alari (pensate alla Porsche). Allora si accorsero che succedevano due cose: l auto minacciava di decollare al primo sobbalzo e poi aumentava la resistenza perché alle altre resistenze si aggiungeva quella indotta dalla portanza. Ricorsero ai ripari mettendo dei deflettori posteriori che avevano lo scopo di rendere il profilo della carrozzeria meno somigliante a quello di un ala ottenendo due risultati: non si decollava più e si diminuiva la resistenza ma siccome la maggior parte dei progettisti andava per sentito dire e non per scienza infusa fecero degli errori che portarono ad orrori aerodinamici; li infilarono dappertutto solo perché era diventata una moda.

Stabilità trasversale Vale la pena di mettere in rilievo alcune caratteristiche che le la forma della pianta alare conferisce alla distribuzione della portanza sulle ali ed alla conseguente stabilità trasversale dell aereo ( roll stability in inglese). Nelle ali a pianta rettangolare il coefficiente di portanza diminuisce, a parità di incidenza, verso l estremità alare. Questo vuol dire che l ala non si comporta allo stesso modo in tutta la sua apertura ma il coefficiente di portanza arriva prima ai valori massimi (quelli di stallo) al centro dell apertura. La conseguenza è che quando si arriva allo stallo l ala perderà portanza inizialmente al centro mentre le estremità saranno sorrette ancora e l aereo se ne verrà giù con ali livellate come se due angeli lo sostenessero per le estremità. Ali fortemente rastremate si comportano all inverso: stallano prima all estremità, quasi mai in contemporanea tra un estremità e l altra, cosicché lo stallo avverrà con una perdita, anche grave, di equilibrio trasversale col pericolo di innescare l entrata in vite.

32

Andando per i campi di volo potrete notare che alcuni aerei da turismo, il Bonanza mi pare uno di questi, hanno appiccicati sul bordo d attacco della parte di ala prossima alla fusoliera, delle barre di alluminio a sezione triangolare: servono per distaccare la vena fluida dall ala quando si raggiungono di valori di incidenza elevati in modo da far stallare prima il centro dell ala e riportarci nella condizione di stabilità garantita dall ala a pianta rettangolare.

Ai nostri giorni tutte questa materia è di dominio comune: non lo era quando furono progettati i primi caccia italiani monoplani, Fiat G50 e Macchi C200. Questi aerei avevano, per i tempi, un carico alare molto più elevato dei loro confratelli biplani e parecchi piloti ci rimisero la pelle a causa del loro comportamento che evidenziava per le prime volte lo stallo di estremità. La storia dice, e non so quanto sia romanzata, che fu l allora maggiore Mantelli, mitica figura di volovelista e progettista nel dopoguerra, che intuì il perché del fenomeno e con l aiuto di strutture di compensato applicate sulle estremità delle ali, simulò uno svergolamento della punta dell ala conferendo ad essa un angolo di calettamento inferiore a quello della base risolvendo brillantemente il problema. Questa soluzione venne messa in pratica, con maggiore eleganza di forme, nella produzione di serie. Lo stesso risultato si sarebbe potuto ottenere non ricorrendo allo svergolamento ma introducendo nell estremità alare un profilo che abbia un angolo di incidenza critica superiore a quello della radice alare.

Effetto suolo Ora che sappiamo che cosa è l efficienza e che cosa è la resistenza indotta si può menzionare il fenomeno di effetto suolo. L ala dell aereo in prossimità del terreno diminuisce la resistenza e aumenta la portanza per cui l aereo tende a galleggiare. Questo fenomeno è tanto più apparente quanto più l ala si più bassa rispetto al suolo per cui si avverte maggiormente sugli aerei ad ala bassa che su quelli ad ala alta. Ho assistito a due atterraggi senza carrello di monomotori ad ala bassa i cui piloti si erano dimenticati di estrarlo e non sapevano che fosse ancora retratto: l aereo ha subito pochissimi danni, limitati solo all elica ed alla parte inferiore della fusoliera appunto per il fatto che sotto l ala si è formato un cuscinetto d aria che ha attenuato la velocità d impatto col suolo consentendo il sostentamento ancora a velocità ridotta. Sembra anche che l abbassamento di resistenza dipenda dall annullamento del vortice di estremità: unito alla maggiore portanza dovuto al cuscinetto d aria ne deriva una efficienza eccezionale. Questo fenomeno è applicato estesamente sugli Ekranoplani di costruzione russa: una autorevole rivista inglese che ha fatto uno studio su queste strane macchine volanti arriva ad affermare che si sono riscontrati consumi ridottissimi rispetto ad aerei di eguale tonnellaggio e velocità raggiungendo consumi pari ad un quarto rispetto a quelli di un aereo tradizionale.

Dispositivi destinati ad aumentare la portanza alare . Nel volo ci sono momenti in cui si rende necessario aumentare o diminuire la portanza di una determinata parte dell ala o degli impennaggi. Si ricorre così agli alettoni che ruotando in basso od in alto, aumentano o diminuiscono la curvatura del profilo, variando il coefficiente di portanza e, di conseguenza, la portanza. Dispositivo simile all alettone è il flap che però ruota solo verso il basso ed ha esclusivamente la funzione di aumentare la portanza . A ogni aumento di portanza corrisponde un aumento di resistenza e ciò viene sfruttato per diminuire la velocità in atterraggio. I flap più semplici, raramente usati ai nostri tempi, sono quelli che costituiti dalla parte inferiore del profilo che si apre a spacco e da questo prendono il nome. Altri fanno ruotare semplicemente la parte terminale del profilo.

33

Di questo tipo i più efficaci sono quelli che oltre a curvarsi lasciano aperta una fessura (slot) che consente all aria in pressione dell intradosso di passare sull estradosso accelerando ed energizzando la corrente superiore, ritardando il distacco di vena .

fig.27 Di enorme efficacia sono i flap tipo Fowler che possono avere due o tre fessure e consentono di incrementare di molto il coefficiente di portanza aumentando, oltre che la curvatura, la superficie complessiva dell ala.

fig.28 Esistono anche flap inseriti sul bordo d attacco: uno di essi è il cosiddetto slat che ha la funzione di far passare l aria da sotto a sopra il profilo col risultato di ritardare il distacco di vena e raggiungere incidenze superiori a quella critica. Da notare che negli aerei di linea come il 737 lo slat procede avanti senza distaccarsi dal bordo di attacco quando si danno 1° e 5° di flap; in queste condizioni la sua funzione è di aumentare curvatura e superficie dell ala. Procedendo ancora nell estrazione si stacca dall ala e forma la fessura ( slot.) che serve a far passare il flusso da sotto a sopra energizzando la vena superiore ritardandone il distacco Sul bordo di attacco può venire inserito un altro flap chiamato aletta Kruger , messa inferiormente allo slat, e serve ad aumentare la curvatura del profilo. Se aperto totalmente, come in figura, abbatte la portanza pur con un grosso incremento di fig.29

34

Un altro dispositivo che serve viceversa a diminuire la portanza è lo spoiler (in italiano aerofreno, per gli alianti viene usato il termine diruttore). resistenza, ed è così che viene posizionato subito dopo l atterraggio Se aperto a metà, privilegia l aumento della resistenza rispetto alla diminuzione di portanza, ed è così che viene usato in volo specie sui jet.

Chi volesse saperne di più, potrà esaminare le due polari illustrate qui di seguito. Da esse vengono evidenziati i diversi comportamenti dei due tipi di flap. Quelli del bordo di uscita aumentano la portanza ma diminuiscono il valore dell incidenza critica. Quelli del bordo d attacco aumentano la portanza perché riescono ad aumentare l angolo di incidenza critica ritardando il distacco di vena.

fig.30

Valori dei coefficienti di portanza e di resistenza . Fino ad ora abbiamo fatto un discorso eminentemente qualitativo: per completarlo cerchiamo di dare qualche valore quantitativo a scopo orientativo. Per esempio: quali sono i valori dei coefficienti di portanza e resistenza ?. Il CP di un ala senza flap raggiunge un massimo di 1,5 se dotata dei profili che normalmente si impiegano in volo subsonico. Quando si estendono i flap si arriva a coefficienti di 3,5 e forse anche di più ma ovviamente questi valori si raggiungono solo nella parte di ala interessata dai flap. I valori del coefficiente di resistenza per l ala possono essere quantificati a circa un decimo di quello di portanza e cioè fino a 0.15 I coefficienti di resistenza dell intero aereo variano moltissimo da aereo ad aereo: possono arrivare a 0,10 per una fusoliera e a 0,07 per la navicella di un reattore applicato all ala. A titolo di curiosità diremo che il coefficiente di resistenza di una lastra piana con la superficie esposta frontalmente al vento arriva a 1,0 : ne dovrebbero tener conto coloro che impiantano i cartelloni pubblicitari ..

35

Trim

fig.31 Un particolare attenzione va posta a questi dispositivi che sono destinati a facilitare la deflessione delle superfici mobili di comando. Il trim ( in italiano si dovrebbe tradurre come: rifinitore, ma non si traduce) consiste in una piccola aletta posta sul bordo di uscita della superficie di comando. Può avere differenti funzioni : - trim di correzione che viene regolato durante il collaudo dell aereo per correggere eventuali asimmetrie costruttive; non viene più mosso dopo il primitivo posizionamento . - trim di compensazione che allevia lo sforzo sui comandi ed ovviamente viene montato nei piccoli o grossi aerei che non hanno i comandi asserviti a spingitori meccanici. La figura di cui sopra mostra come lavora diminuendo lo sforzo di cerniera sulla parte mobile. - trim di comando che viene fatto muovere dal pilota per stabilizzare una assetto di volo in salita, discesa od orizzontale al fine di mantenere quell assetto senza alcun sforzo su joystick o volantino. E impiegato in ogni fase di volo ed è di particolare ausilio quando si estraggono carrelli e flap che provocano un momento destabilizzante. Su alcuni aerei lo sforzo da esercitare sul volantino per mantenere l aereo nel giusto assetto è così elevato che senza il trim non si potrebbe resistere a lungo nella posizione: il trim quindi è destinato ad alleviare o ad eliminare lo sforzo sul volantino. I trim si comandano con dei volantini posti a fianco del pilota oppure, negli aerei più recenti, con i pulsanti inseriti nella parte superiore del volantino ( i due comandi possono coesistere). Nel Flight Simulator troviamo quest ultimo tipo di trim che si può comandare sia dalla tastiera che dal volantino o dal joystick: basta attribuirgli il corretto assegnamento andando in Option Controls Assignement.

Centro di pressione e momento aerodinamico Sono pochi i libri e manuali che danno nozioni di aerodinamica che citano il centro di pressione ed il momento aerodinamico. I due concetti sono collegati ed è bene saperne il significato anche in previsione di dover lavorare sull Aircraft.cfg. Ecco di cosa si tratta.

36

Se scegliamo un punto qualsiasi del profilo alare (ad esempio il bordo d attacco ) noteremo che la risultante aerodinamica passa ad una certa distanza da esso verso il bordo d uscita.

fig.32 Se prendiamo come riferimento il bordo d entrata, questa risultante dà origine ad una coppia che si chiama momento aerodinamico che ha il valore

Esso non è costante ma variando l angolo di incidenza esso cambia di valore per i seguenti motivi: -la risultante aerodinamica cambia di intensità -il punto di applicazione della stessa si muove: essa infatti passa per un punto molto arretrato a bassi angoli di incidenza mentre con l aumentare di quest ultima avanza verso il bordo d entrata. Dalla formula precedente si arriva a scrivere la seguente formula che da il valore di questo momento:

Essa ha un aspetto molto simile alle precedenti formule della portanza e resistenza con la differenza che viene inserito il valore l della corda media alare ed il coefficiente di momento C M .A questo punto è importante notare che esiste un punto della corda alare dove il coefficiente di momento rimane sempre lo stesso . Questo punto è chiamato centro di pressione o centro aerodinamico (c.a.). Esso risulta essere di grande importanza in sede progettuale consentendo di facilitare i calcoli. Il centro aerodinamico si trova al 25% della corda alare partendo dal bordo d attacco. A corredo di quanto sopra diciamo che il momento aerodinamico dei profili comunemente usati ha senso picchiante. Per convenzione questo senso si dice negativo e si indica con il segno meno. Il centro aerodinamico è importante anche in Aircraft. cfg, perché su di esso (1/4 chord) viene

fig.33

bRM

MClVSM 2

2

1

37

basato un punto di riferimento dal quale traggono origine tutti gli altri riferimenti che consentono di costruire l aero virtuale.

Trazione Poiché abbiamo parlato delle forze che agiscono intorno all aereo è opportuno a questo punto discorrere su come viene generata la forza che consente all aereo di prendere velocità ed in alcuni casi di contribuire alla sostentazione. Avete capito che si parlerà della trazione e dei mezzi per ottenerla. Non ci perderemo in dettagli e sottigliezze: diremo solo che, a parte i razzi, per muovere un aereo occorre: un motore alternativo ed un elica oppure un turboelica, un turboreattore, un turbofan, uno statoreattore. Tutti questi sistemi si basano su uno stesso principio: quello dell azione e reazione. In sostanza il gruppo propulsore permette di trattare una grande quantità d aria ed imprimerle una grande velocità nel senso contrario a quello del moto dell aereo in modo da soddisfare

l eguaglianza: m . V=M . v ovvero: massa dell aria trattata dal propulsore moltiplicata per la velocità che le viene impressa = massa dell aereo moltiplicata velocità impressa all aereo

In questa sede ci soffermiamo sui motori alternativi e le relative eliche, gli altri verranno trattati nel corso IFR. Il motore per aeromobile deve essere leggiero ed affidabile.

Per questo motivo il suo carter anziché essere in ghisa o acciaio viene costruito in alluminio e sue leghe. Lo stesso dicasi dei pistoni mentre altri componenti rotanti (alberi, bielle, ingranaggi, valvole ecc) vengono costruiti in acciai fortemente legati ad alta resistenza. Quando si dice acciaio legato vuol dire che ai componenti fondamentali dell acciaio, il ferro ed il carbonio, vengono aggiunti materiali più pregiati, tra i quali soprattutto nichel, cromo, molibdeno e vanadio. Per aumentare la sicurezza si raddoppia l impianto di accensione con due sistemi indipendenti che fanno capo a due magneti che alimentano due candele per ogni cilindro. Per questa ragione si può far girare il motore con uno solo dei due impianti (left o right) anche se è regola di sicurezza farli funzionare ambedue (both). Altro accorgimento per ottenere un motore affidabile è quello di non far girare velocemente i suoi meccanismi limitando il numero di giri ed aumentando contemporaneamente le cilindrate per avere delle pressioni di scoppio relativamente basse. La limitazione del numero dei giri è anche imposta, per molti motori, dal fatto che l albero motore è collegato direttamente all elica la quale, e lo vedremo più avanti, non può superare i 2500-3000 giri al minuto. Ciò non avviene se il motore è dotato del riduttore ad ingranaggi che consente di far girare il motore a regimi superiori ma, sempre per la sicurezza, non elevatissimi come i confratelli automobilistici. Con lo sviluppo di nuove leghe resistenti e leggere nonché dei gruppi iniettori, in questi ultimi tempi si è riusciti a creare motori a ciclo Diesel adatti per aerei. Ritornando al motore classico negli aerei da turismo incontriamo per lo più motori a quattro tempi, i due tempi sono riservati per ragioni di leggerezza agli ultraleggeri (hanno lo svantaggio dell elevato consumo). Un motore a quattro tempi consuma a regimi normali non più di 250 grammi di benzina per ogni cavallo di potenza e questa è una cifra da tenere a mente quando dovrete fare il calcolo del carburante necessario per compiere una tratta. Tenendo presente che questo valore è sicuramente esagerato del 10/15 per cento e che il motore che, per esempio, ha una potenza massima di 100

38

cavalli in regime di crociera sarà al 70 per cento di tale potenza. E sempre comunque consigliato studiare il libretto istruzioni del motore che riporta i consumi effettivi. Il raffreddamento del motore aeronautico di piccola potenza avviene per lo più ad aria esponendo i cilindri alettati, per aumentare la superficie radiante, al flusso d aria che li investe. Questi motori possono avere due, quattro o sei cilindri montati contrapposti in modo da formare un blocco piatto . si hanno così i flat twin, flat four, flat six.

fig.34 Nei motori a quattro o sei cilindri, i cilindri che giacciono più vicini all elica nella parte anteriore del motore sono i più privilegiati perché sono raffreddati meglio, va peggio per i cilindri più distanti: in ogni motore c è sempre un cilindro che soffre di più. Gli strumenti del motore vi forniscono la temperatura dell olio motore ed in alcuni casi quella della testa dei cilindri. Questa temperatura è quella del cilindro più svantaggiato (esistono eccezioni).

E importante che questa temperatura non oltrepassi un limite, di solito segnato sullo strumento, ma è altrettanto importante che essa non scenda di sotto il limite inferiore per non compromettere l accensione e l integrità del cilindro che potrebbe spaccarsi per le sollecitazioni termiche. Ne consegue che discese prolungate in cui si tiene il motore al minimo (idle) andrebbero interrotte ogni tanto dando un po di gas per dar modo ai cilindri di riscaldarsi adeguatamente. Esistono anche motori raffreddati ad aria con i cilindri in linea posti uno dietro l altro secondo l asse longitudinale, ma sono sempre più rari. Infine esistono i motori a stella specialmente costruiti nell est europeo e sempre meno in occidente.[i motori a stella a quattro tempi hanno sempre un numero di cilindri dispari; ciò avviene per questioni di accensione, non vi do qui la spiegazione completa perché prenderebbe troppo spazio, quando ci vediamo ve lo spiego a voce]. Motori di dimensioni maggiori, anche se ormai nell aviazione civile non se ne trovano quasi più, possono essere raffreddati a liquido, come quelli delle automobili, col radiatore montato in vicinanza del motore o anche abbastanza discosto da esso. Nell aviazione militare di una volta questa era una pratica comune, si pensi allo Spitfire o al Mustang con i radiatori situati sotto le ali o sotto la pancia ( nel Mustang il raffreddamento del radiatore provocava un flusso d aria calda che, grazie allo scarico ben progettato, riusciva a dare una spinta supplementare di circa 50 kg in certi regimi di volo). Caratteristica del motore alternativo è quella di avere un carburatore in cui viene immessa aria alla pressione ambiente: in questo caso si dice che il motore è aspirato . Questa è una cosa molto pratica perché basta una presa d aria per convogliare l aria al carburatore e non ci sono complicazioni meccaniche. Il carburatore consente un volo in orizzontale ed in virata ma ha brevissima autonomia se si vola rovesciati: negli aerei acrobatici esistono due carburatori di cui uno invertito per consentire il volo rovescio prolungato oppure altri dispositivi che lo consentono. Come in tutte le cose che volano c è il rovescio della medaglia. La potenza di un motore è proporzionale a due fattori moltiplicati fra loro:

39

il numero di giri (R.P.M.) e la pressione di scoppio. Quest ultima è a sua volta proporzionale alla pressione di ammissione che si misura all ingresso del carburatore e che nel motore aspirato non può essere superiore alla pressione ambiente, cioè a 29,92 pollici di mercurio. ( in inglese: manifold pressure abbreviata in MAP) Questa pressione viene ridotta dall azionamento della manetta che aziona la farfalla del carburatore che strozza l ammissione di aria e carburante. Ovviamente la potenza massima si otterrà quando il motore girerà al massimo della velocità permessa ed il condotto sarà tutto aperto (manetta tutta avanti). [a chi di voi ama dilettarsi nella simulazione dei combattimenti usando aerei italiani della II Guerra Mondiale, sarà forse interessante sapere che in questi aerei il movimento delle manette era invertito nel senso che il massimo si otteneva tirando la manetta e non spingendola come ci è stato imposto dagli americani e dagli inglesi quando abbiamo adottati i loro aerei: si dice che molti incidenti siano stati originati dalla difficoltà dei nostri piloti ad adattarsi istintivamente a questo metodo di dare gas]. Il motore alternativo aspirato, col crescere della quota di impiego non riesce a sviluppare tutta la potenza che riesce a generare a livello del mare. Per spiegare il perché dobbiamo per forza accennare al rapporto stechiometrico. Perché si possa ottenere lo scoppio della miscela aria combustibile all interno dei cilindri, è necessario che aria e carburante siano introdotti con un preciso rapporto tra il peso di uno ed il peso

dell altra. Questo rapporto viene chiamato rapporto stechiometrico e si aggira sul valore di 1 kg di carburante contro 14 kg di aria. Quando aumenta la quantità di carburante rispetto all aria si dice che la miscela è grassa, è magra se succede l inverso. Le variazioni sono comunque contenute pena l impossibilità di ottenere lo scoppio col conseguente arresto del motore. Andando in quota, anche se si mantiene la velocità del motore e quella di avanzamento costanti, il volume di aria ingoiato dal motore è più o meno lo stesso ma, a causa della diminuzione di pressione e dell analoga diminuzione della densità specifica, la quantità in peso diminuisce: se si vogliono mantenere le condizioni di scoppio e cioè il rapporto stechiometrico inalterato è giocoforza diminuire proporzionalmente la quantità di carburante. Questo si ottiene tirando progressivamente un pomellino ( o una leva), solitamente dipinti in rosso, del correttore di miscela (che funzionerà da smagritore diminuendo la quantità di carburante) Poiché le calorie che si traducono in energia ed in potenza sono fornite dalla quantità di carburante bruciata dal motore è evidente che procedendo con la diminuzione della quantità di carburante immessa diminuisce la potenza. Questo è quello che succede, andando in quota, nel motore in cui l aria entra direttamente nel carburatore detto comunemente motore aspirato. Per sopperire a questa perdita del peso di aria ingoiata si ricorre alla sovralimentazione con l introduzione di un compressore. Questo aggeggio, che si frappone fra la presa d aria esterna ed il condotto che va al carburatore, permette di comprimere l aria in modo che, anche alzandosi di quota, la quantità in peso di aria tenda ad essere costante. In questi motori si può ottenere la potenza massima inalterata da livello mare fino ad una certa quota, per esempio 4500 piedi, dopodiché essa comincia a diminuire. Ma se si usa un compressore a doppio stadio, per dire che ha due regimi di funzionamento, si può ristabilire, o quasi, la potenza primitiva anche a quote superiore, per esempio a 6000 piedi. Si dice in tal caso che il compressore ha due quote di ristabilimento.

Come ci si accorge dagli strumenti se il motore è dotato di compressore? Semplice, andando a vedere lo strumento che indica la pressione di ammissione MAP. Se a livello mare la lancetta non va oltre i 29 pollici il motore è aspirato, se va oltre il motore è compresso.

40

Vorrei puntualizzare un fatto: per ragioni di semplicità la mia esposizione è sommaria ed in alcuni particolari non completamente accurata, ma il nostro corso non si prefigge di farvi volare sul serio, ci basta simulare, tanto più che fino ad ora Flight Simulator 9 ignora le quote di ristabilimento. Un ultima cosa relativa al correttore di miscela ( alcuni lo chiamano anche arricchitore, o smagritore) : come lo si usa? Nel FS9 ci si dovrà innanzitutto accertare che la sua funzione non sia già settata automaticamente: dovete andare in aircraft e sotto setting toglierete, se c è, la spunta a automixture , altrimenti fa tutto da solo ed il gioco è bello e finito. Dopodiché, salendo in quota si osserverà che già a 3000 piedi la combustione non è più perfetta perché la miscela diventa troppo grassa. Infatti dal termometro che indica la temperature delle testate cilindri, o quello dei gas di scarico (EGT), si dovrebbe vedere che la temperatura è diminuita rispetto a quelle a livello mare perché il carburante in eccesso va a raffreddare le camere di combustione (una diminuzione fisiologica di questa temperatura con l aumento della temperatura c è sempre per il raffreddarsi dell aria circostante, ma nel nostro caso la diminuzione è ancora più pronunciata). Comunque, a prescindere da questi strumenti, il numero di giri diminuisce.Tirando progressivamente il pomello si riporta questa temperatura a livello originario (o quasi, per la ragione sovra esposta) e i giri aumentano leggermente. Se non si provvedesse a ciò, a quote più elevate il motore tenderebbe a fermarsi. La regolazione della miscela consente di ripristinare i giri e le temperature dei gas nel limite del consentito ma tutto ha un termine perché salendo ancora si arriva ad un punto in cui il motore é così depauperato di carburante che non eroga più la potenza necessaria per garantire una adeguata potenza.

Ghiaccio al carburatore La pressione di ammissione viene rilevata nel condotto di ammissione al carburatore a valle della farfalla. Si da caso che questa pressione possa diminuire senza l intervento del pilota sulla manetta. Questo avviene per la formazione di ghiaccio al carburatore. E una delle condizioni più insidiose, origine di infiniti disastri. Succede che in particolari condizioni di temperature e di umidità in quel particolare punto dove è situato il rilevatore di pressione che corrisponde più o meno al punto dove il carburante si miscela all aria, si forma uno strato di ghiaccio che ispessendosi riduce il diametro del condotto di ammissione impedendo il regolare afflusso di aria. Il pilota meno preparato può non avvertire dall inizio il fenomeno perché può avvenire a temperature esterne in cui uno non se lo aspetta; infatti le giornate più adatte a verificarsi di ciò sono quelle così dette di mezza stagione, per esempio in settembre od ottobre quando la temperatura esterna è ancora sui 14/15 gradi e c è un forte tasso di umidità. Ci si sarebbe potuto attendere una zona di pericolo a temperature esterne intorno ai zero gradi: invece no, per il fatto che a temperature più elevate il tasso di umidità dell aria è più elevato e soprattutto perché in quel particolarissimo punto del condotto avviene il processo di evaporazione della benzina nell aria. Questa processo è endotermico ovvero assorbe calore abbassando la temperatura circostante anche di una ventina di gradi. Risultato: nel condotto si arriva a zero gradi e l elevata umidità si condensa in ghiaccio. Si potrebbe obiettare: anche se si parte da 30 gradi Centigradi sul campo, arrivando ad una quota dove si raggiungono dai 10 ai 20 gradi si incappa nel temuto fenomeno. Certo si può, ma devono esserci delle particolarissime condizioni di umidità; solitamente in quota l aria perde umidità ed il ghiaccio si forma meno volentieri. Bisogna comunque sempre stare all erta. A quote basse il fenomeno è sempre più pericoloso perché si ha meno tempo di adottare le contromisure atte ad eliminare il fenomeno. Contromisure che consistono essenzialmente nel dare aria calda al carburatore deviando una parte di aria scaldata dai cilindri nel condotto del carburatore.

41

Anche in questo caso è possibile un obiezione: ma perché questa manovra non si fa sempre in modo da evitare la preoccupazione del ghiacciamento? La risposta è semplice: l aria calda, a parità di volume, pesa meno costringendo, per mantenere il rapporto stechiometrico, a ridurre la quantità di carburante che entra nel motore con la conseguenza di ridurne la potenza. Un pilota che si rispetti è sempre pronto a valutare le possibilità meteorologiche favorevoli alla formazione di ghiaccio al carburatore e controlla periodicamente che ciò non avvenga con un piccolo espediente: tirando il pomello dell aria calda, ovviamente mantenendo inalterata l apertura della manetta, osserva che i giri del motore diminuiscono; tornando a spingerlo dovrebbero ristabilirsi le condizioni primitive e quindi si dovrebbero rileggere gli stessi giri. Se viceversa, anziché ritornare al numero di prima essi salgono a livelli superiori, il sospetto che sia in corso una formazione di ghiaccio diventa certezza perché è evidente che prima dare aria calda il regime motore era già ridotto per una incipiente diminuzione del diametro del condotto. Quanto sopra per i motori con elica a passo fisso, per i motori con elica a passo variabile e giri costanti l osservazione va fatto sul Manifold Pressure Indicator.

FS9 tra le funzioni del motore ha anche quella relativa all aria calda al carburatore che si simula schiacciando il tasto H. In alcuni aerei Addon è riportato anche il pomello relativo alla funzione ( cito ad esempio il Cessa 182 della Carenado ed il Piper Tripacer PA22 freeware.) Nel primo tirando il pomello varia il rumore del motore ad indicare la diminuzione dei giri ma il tachimetro non segue la variazione, nel secondo varia suono e diminuiscono effettivamente i giri che ritornano al regime precedente quando si toglie la funzione. Ovviamente non possono salire ad un regime maggiore perché la funzione ghiaccio al carburatore, fino a prova contraria, non è implementata.

Ecco gli strumenti che indicano le condizioni del motore. Tachimetro Indica il numero di giri al minuto dell elica che, se il motore è senza riduttore, sono quelli del motore.

fig.35 Indicatore della pressione di ammissione (MAP, manifold pressure) che può essere graduato fino a 29 se il motore è aspirato o più oltre se il motore è compresso.

42

fig36 Nella figura,a sinistra , riportiamo quello di un motore compresso, in quella di destra quello di un motore aspirato dove si vede anche il consumo istantaneo del carburante in galloni americani all ora. Attenzione! Questo strumento manca in quasi tutti gli aerei con elica a passo fisso ed in seguito cercheremo di capire perché quando parleremo dell elica.

Indicatore della temperatura dell olio In questo strumento viene indicata anche la pressione dell olio in PSI (libbre su pollice quadro: 3000 PSI sono uguali a 210 atm.)

fig.37

Indicatore della temperatura dei gas di scarico e della testa dei cilindri

fig.38 Nel primo strumento è indicata la temperatura dei gas di scarico (Exaust Gas Temperature) in gradi Farheneit assieme al consumo di carburante in Galloni (Fuel Flow).

Nel secondo viene indicata, oltre che la temperatura dei gas di scarico, anche quella della testata cilindri (Cilinder Heat Temperature) in gradi centigradi.

43

Elica Nei motori alternativi per convertire la potenza in spinta si usa l elica. Non abbiamo intenzione di fare una trattazione completa su questo dispositivo ma pur tuttavia dobbiamo spiegare alcune cose basilari che consentano di comprendere comandi e strumenti relativi.

Il compito dell elica è di generare una portanza dalla quale nasce la spinta propulsiva. Infatti se si seziona una pala in modo trasversale si intravede un profilo alare solitamente del tipo piano convesso. Infatti ogni pala dell elica può essere considerata un ala a svergolamento continuo. Ogni sezione della pala ruotando attorno alla base della stessa (asse motore) viene investita da un flusso che ha la velocità periferica uguale alla velocità angolare moltiplicata il raggio della sezione dell elica che si prende in esame. La direzione di questo flusso giace nel piano dell elica. Siccome tale velocità è proporzionale al raggio, è intuitivo che essa sarà bassa alla radice della pala e sarà massima all estremità. Se però aereo ed elica ad esso collegata traslano nel senso longitudinale all asse, cioè se l aereo avanza, al flusso innanzi descritto se ne aggiunge un altro che ha velocità e direzione ortogonali al primo. I due flussi si sommano vettorialmente dando origine ad un flusso con velocità e direzioni differenti per ogni sezione della pala. Nella figura seguente schematizziamo i flussi che investono tre sezioni di pala, una alla base, una a metà, uno all estremità. V1, V2, V3 sono le velocità periferiche delle sezioni di pala a varie distanze dal mozzo, V è la velocità orizzontale dell aereo. Le velocità risultanti S1,S2,S3 sono segnate in rosso. In questa figura abbiamo descritto una pala le cui sezioni hanno la stessa inclinazione e quindi si tratta di una pala non svergolata come erano costruiti i primi tentativi di elica. Balza subito agli occhi che per ogni sezione di elica le risultanti S1, S2, S3 hanno intensità differenti e ciò è normale. Ma la cosa che ci deve maggiormente preoccupare è che l angolo di incidenza del profilo di ogni sezione varia. Diremo di più: la sezione di base ha un angolo di incidenza negativo quindi è quasi sicuramente deportante, cioè tende a spingere indietro. Le altre sezioni si comportano meglio ma in maniera differente: quella di estremità ha un angolo di incidenza accettabile che fa supporre una discreta portanza, quella a metà ha un angolo di incidenza pressappoco uguale a zero e quindi la sua portanza sarà molto ridotta.

44

fig.39

Rifacciamo lo schema ma questa volta cambiamo l incidenza geometrica di ogni sezione ovvero svergoliamo la pala dando alle sezioni di base una incidenza geometrica maggiore di quelle di estremità. La direzione, oltre che l intensità delle velocità dei flussi risultanti, rimane inalterata con una differenza fondamentale: le incidenze aerodinamiche di ogni sezione sono uguali e quindi il coefficiente di portanza di ogni sezione è uguale: la portanza di ogni sezione varia solo perché varia la velocità e come possiamo intuire la sezione di estremità porta di più. Unico svantaggio: questa situazione si ottiene, che diremo ottimale, si ottiene solo per una singola

velocità di avanzamento. Questo è il comportamento dell elica a passo fisso.

45

fig.40 Se la velocità di avanzamento crescesse si presenterebbe una situazione analoga a quella illustrata nella figura della pagina successiva.

46

fig.41 Si vede chiaramente che la condizione di ogni sezione non è così idillica come la precedente perché ci sono sezioni ad incidenza negativa che annullano la trazione, anzi la invertono.

Elica a passo variabile a giri costanti Questo è il motivo per cui è stata escogitata l elica a passo geometrico variabile assoggettata ad un meccanismo che, in maniera indiretta, sente la velocità di avanzamento dell aereo e provoca una rotazione dell asse della pala per far si che ad ogni velocità di avanzamento le sezioni della pala abbiano sempre una incidenza aerodinamica che si aggira intorno a quella di miglior efficienza. Per la storia, a questo risultato non si è arrivati in maniera immediata. Per anni sono esistiti aerei che avevano eliche con passo variabile manualmente . Quando l aereo era fermo al parcheggio il pilota diceva al meccanico: sistemami il passo in modo che io abbia il miglior rendimento in salita, oppure a velocità di crociera. Il meccanico ruotava le pale ma non c era alcun altra possibilità di intervento. Poi sono arrivate le eliche regolabili in volo dallo stesso pilota che valutava personalmente quale passo era, al momento, più opportuno (nelle eliche FIAT era possibile variare solo due passi aprendo o chiudendo il rubinetto che portava l olio al pistone che muoveva il passo). Poi vennero i meccanismi automatici che consentono di far girare il motore a giri costanti. Si è adottata questa pratica perché ogni motore ha un determinato regime di rotazione nel quale si ottiene il minor consumo orario ed è importante poter sfruttare tale regime o regimi molto prossimi ad esso: bisogna considerare che tale regime è anche molto vicino a quello di coppia massima. Nelle eliche a passo variabile e giri costanti il comando è fornito da un pomello o da una leva (nel FS9 solitamente dipinta in azzurro). Quando questo comando è tutto in avanti il passo viene tenuto al minimo con efficienza massima in modo da consentire al motore di raggiungere il massimo dei giri.

47

Quando il comando viene tirato interviene un ulteriore meccanismo che sente il numero dei giri del motore ed adegua l elica a ruotare a quel numero di giri pur mantenendo la corretta funzione trainante alle varie velocità di volo. E ovvio che più si vola veloci più aumenterà il passo geometrico dell elica.

Qualche altra considerazione sulle eliche. Perché si costruiscono eliche a due o più pale? Ogni pala aggiunge trazione all elica però ci sono limitazioni date dalla resistenza alla rotazione che ogni pala in più comporta: è ovvio che motori meno potenti potranno far girare eliche con sole due pale, più la potenza aumenta il numero di pale può aumentare. Perché le eliche devono girare a regimi piuttosto bassi, per esempio intorno ai 2300 giri per cui in molti motori si è costretti a ridurre il numero di giri del motore tramite un riduttore? La velocità dell estremità della pala è molto elevata: ad essa si aggiunge la velocità di avanzamento ed è facile raggiungere in quel punto velocità prossime a quelle del suono con l insorgenza di fastidiose (e pericolose) vibrazioni e di rumore insopportabile per cui, o il motore gira piano, o i giri vanno ridotti con un riduttore.

Rendimento dell elica Incidentalmente abbiamo parlato di rendimento dell elica. Chiariamo subito che per rendimento si indica il rapporto tra la potenza che si sfrutta e quella disponibile.

L elica, pur essendo un meccanismo abbastanza sofisticato, non ci permette di tradurre in spinta tutta la potenza del motore. All ingrosso possiamo dire che consente di sfruttarne il 70%. Diremo conseguentemente che l elica ha un rendimento del 70%. Diremo di più; nell elica a passo fisso questo rendimento si ottiene solo ad una determinata velocità di avanzamento; a velocità superiori ed inferiori i rendimenti sono molto più bassi con valori disastrosi indici di una grossa dissipazione di energia. L elica a passo variabile migliora infinitamente questo stato di cose perché consente di mantenere questo rendimento per una gamma di velocità di avanzamento molto elevata ed è per questo che è stata studiata e viene applicata in tutti gli aerei dove i costi ove i costi lo permettano con eccezione di alcuni aerei in cui si vuole a tutti i costi mantenere la semplicità d uso ( vedasi il Piper PA28 con motore da 180 CV).

Effetti perturbanti dell elica Tratteremo di questo argomento più avanti quando avremo parlato del giroscopio.

Potenza disponibile e potenza necessaria Perché abbiamo tirato in ballo i rendimenti? Perché tenendo conto del rendimento dell elica e tenendo conto della curva di potenza del motore ad ogni determinata quota si ricava una curva che rappresenta la potenza disponibile a far avanzare l aereo per tutta la gamma di velocità di avanzamento. Questa curva è ottenuta moltiplicando i valori della potenza del motore per quelli del rendimento per ogni determinata velocità di avanzamento. Per un motore con elica a passo variabile questa curva potrebbe essere così.

48

fig.42 Possiamo anche conoscere la curva delle potenze necessaria a tenere in aria l aereo mosso da quel motore . Una piccola digressione a questo punto è indispensabile. Sappiamo che cosa è una Forza. Ora dobbiamo anche sapere che moltiplicando una Forza per uno Spostamento si ottiene un Lavoro. Ad esempio se ho 100kg e li tiro su ( con un paranco a mano) per 2 metri ho compiuto un Lavoro di 100.2=200Kgm(chilogrammetri). Se io sono una sega riesco a tirare su quel peso in tre minuti. Arriva viceversa un omaccione muscoloso che lo tira su in un minuto. Si dirà che quel signore ha una potenza tripla della mia perché è riuscito a sollevare il peso in un terzo del tempo che ho impiegato io. Infatti la Potenza è il Lavoro svolto nell Unità di tempo. Abbiamo infatti fatto lo stesso Lavoro, ma lui è stato molto più rapido perché più Potente. Ma che cosa c entra tutto questo con i nostri ragionamenti? C entra perché se vogliamo ricavare la curva delle potenze necessarie a far volare il nostro aereo dobbiamo moltiplicare la resistenza all avanzamento, che è una forza, moltiplicandola per la Velocità stessa: infatti Velocità è uguale a Spostamento nell Unità di tempo. Otterremo una curva all incirca così:

fig.43

49

Se mettiamo insieme le due in uno stesso grafico otterremo una rappresentazione che con un colpo d occhio ci fornisce la situazione in cui si trova a volare l aereo.

fig.44 Due punti di questo grafico sono rilevanti: quelli dove le due curve si intersecano. In questi due punti, corrispondenti a velocità molto diverse, la potenza di cui l aereo dispone uguaglia la potenza che gli è necessaria a stare in volo alla velocità indicata sulla verticale di quel punto. Veniamo a scoprire che esistono due regimi nei quali si potrà mantenere l aereo in volo orizzontale utilizzando la medesima potenza. Il primo regime (corrispondente a V1) sarà quello in cui si è cercato un assetto che minimizza le resistenze e consente di andar veloci, il secondo regime ( corrispondente a V2) è quello in cui le resistenze sono enfatizzate facendo andare lento l aereo. Se si cerca di volare a velocità intermedie tra le due mantenendo sempre la stessa potenza il grafico evidenzia una disparità di potenza tra quella necessaria e quella disponibile a tutto vantaggio di quest ultima. Questo esubero di potenza, che nel grafico è indicato da Pd-Pn costringerà l aereo a salire. La velocità di salita sarà proporzionale a questo divario.

Ricapitolando: per ogni posizione della manetta ad una determinata quota si potrà far volare l aereo in orizzontale solamente a due velocità: una veloce ed una lenta detta di secondo regime. Facendolo volare a velocità intermedie lasciando inalterata la manetta si sale; per stare alla stessa quota, si deve intervenire sulla manetta variando, in diminuzione, la potenza. Le curve delle due potenze illustrate nel grafico sono relative ad una ben determinata quota. Se si incrementa la quota la potenza disponibile tenderà a diminuire, la potenza necessaria tenderà ad aumentare. Si arriverà ad una quota in cui le curve delle due potenze si toccano in un solo punto unificando i due regimi in uno solo ad un unica velocità.

50

fig.45 Oltre questa quota l aereo non può più salire non avendo a disposizione esuberi di potenza. Si è raggiunta la quota di tangenza teorica. Per convenzione, si assume viceversa che la quota di tangenza pratica

sia quella in cui l aereo non riesce a procedere a più di 0,5 metri al secondo di velocità verticale ed è ovviamente inferiore alla quota di tangenza teorica.

Un po di pratica Poiché abbiamo appreso un sacco di cose teoriche vediamo di metterle in pratica. Entriamo nell aereo virtuale supponendo che siano stati effettuati con successo i check esterni. Posto l interruttore della Batteria su on, assicurati che i serbatoi siano pieni nella misura in cui riteniamo giusto, muoviamo il rubinetto carburante, se non è settato in automatico, sul serbatoio più pieno, mettiamo i freni di parcheggio e giriamo o premiamo, a seconda dell aereo, l interruttore dello start. Una volta in moto il motore nella realtà dovrebbe girare per un discreto numero di minuti, prima in idle ( al minimo) e poi progressivamente ad un numero di giri intorno ai 1100 finché temperature dell olio e delle testate cilindri non sono in arco verde. Sul simulatore ciò si ottiene rapidamente, direi quasi istantaneamente. Omettiamo di parlare delle le comunicazioni radio e della regolazione degli strumenti di navigazione di cui se ne parlerà più avanti. Rulliamo al punto attesa sbloccando i freni ed aiutandoci con la pedaliera, o il joystick con rotazione sullo Z. Una volta al punto attesa si avrà l accortezza di posizionare l aereo rivolto con un angolazione di almeno 30° verso la direzione di atterraggio onde renderci conto del traffico in circuito e particolarmente di quello in lungo e corto finale. In questa posizione vanno fatte le prove motore. Prova magneti. regolata la manetta per ottenere 1700 giri circa, si passa il selettore dei magneti dalla posizione di both a quella di left, si riporta in both e poi si passa a right. Tale prova serve a verificare che ogni magnete ed il circuito ad esso collegato sia regolarmente funzionante. Passando il selettore da both a left il numero di giri deve abbassarsi leggermente, ( sono previsti circa 100 giri in meno a seconda dei motori), ripassandolo su both riprende il ritmo normale; stessa cosa su right. Se il numero di giri non scendesse vorrebbe dire che uno dei due magneti non funziona perché è fisiologico che con un magnete solo non si ottengono i giri che si ottengono con i due magneti funzionanti, ovviamente alla stessa apertura di manetta.

51

Convinti che i magneti siano a posto, ripassati ormai su both, si riducono i giri e poi rapidamente si passa il selettore su off per poi riportarlo prontamente su both. E normale il passaggio su off porti il motore a tossire con grande voglia di spegnersi. Con questa prova ci saremo convinti che la posizione di off del selettore porta ad uno taglio dei contatti e quindi dello spegnimento del motore. Se così non fosse ci potrebbe essere qualche problema se in emergenza dovessimo per forza togliere i contatti. Ad evitare fraintendimenti: questa non è la prassi corretta per spegnere il motore che va spento usando il correttore di miscela tirandolo a fondo e successivamente levando i contatti.

Prova correttore di miscela: tirando a noi il pomello del correttore i giri prima aumenteranno leggermente ( o resteranno inalterati) e poi caleranno; quando sarà nella condizione di tutto tirato a fondo il motore dovrà tendere a spegnersi; riportarlo allora velocemente nella posizione tutto spinto e lasciarlo così fin dopo il decollo. Prova aria calda al carburatore: azionando il pomello o la levetta ( dipende dall aereo) i giri dovranno, di poco, scendere. Se non scendono l impianto non funziona e conviene accertarsi del perché del malfunzionamento. Oppure si era già formato ghiaccio al carburatore anche se è una ipotesi poco probabile. Ricordare di riportare il dispositivo sulla posizione normale fino a dopo il decollo anche se ci sono

condizioni favorevoli alla formazione di ghiaccio al carburatore. A giri elevati come quelli del decollo difficilmente si forma ghiaccio che viceversa tende a formarsi a regimi moderati. Se lasciassimo l aria calda non potremmo usufruire della potenza massima del motore. Sarà viceversa necessario attivare l aria calda in volo se sussistono le condizioni di ghiacciamento o se si ha il sospetto che possano incontrarsi tali condizioni. Prova del passo elica (per gli aerei con elica a passo variabile) Il pomello che ci interessa negli aerei di default di FS9 è dipinto in azzurro. La prova consiste nel tirare a se il pomello finche il rumore dell elica diventa una specie di starnuto e la trazione decresce sensibilmente. Riportarlo velocemente nella posizione tutto spinto avanti. Con questa prova ci siamo sincerati che il dispositivo funziona e che tirandolo a noi si incrementa il passo dell elica fino alla posizione massima.

E inutile dire che queste prove, nei plurimotori, vanno eseguite per ogni motore.

Completate le prove ci si può allineare, posizionare i flaps e regolati i trim leggermente a cabrare, intraprendere la corsa di decollo. Consultate il manuale dell aereo per conoscere la velocità di rotazione. Una volta in aria allorché il variometro segna una velocità di salita si possono retrarre i carrelli se l aereo lo consente. La retrazione dei flap avviene al raggiungimento della corretta velocità di salita, sempre indicata dal manuale. Negli aerei a passo variabile in volo, come già detto, al momento del decollo il pomello del passo elica (o la leva) deve essere spinto tutto in avanti: in tal modo ci si assicurerà che l elica garantisca la massima velocità del motore. In questa condizione i giri del motore seguiranno la posizione della manetta e quando questa sarà al massimo, saranno al massimo. Una volta decollati, per non surriscaldare il motore, anche se i motori attuali consentono i regimi più elevati senza surriscaldamenti o cedimenti, si ridurrà la potenza tirando indietro la manetta fino a raggiungere la manifold pressure desiderata per la salita. Subito dopo si comincerà a variare il passo dell elica tirando il corrispondente pomello o leva; da questo momento il meccanismo di regolazione comincia a funzionare consentendo di mantenere lo stesso numero di giri che avremo scelto per tutta la durata del volo. La sensazione della potenza espressa dal motore si avrà solamente osservando la manifold pressure: maggiore MAP, maggior potenza.

52

Per gli aerei con elica a passo fisso mancando il più delle volte lo strumento della manifold pressure ci si affida al contagiri per valutare la potenza anche se non c è un rapporto univoco. I giri comunque varieranno con la posizione della manetta.

Come già detto, salendo di quota, a partire per lo più dai 1500 piedi, si dovrà calibrare con cura il correttore di miscela il che ci permetterà di smagrire la miscela per adeguarla al diminuire della densità. Solitamente un leggero smagrimento porta ad aumentare leggermente i giri. Se non agissimo sul correttore i giri continuerebbero a diminuire e, ripetiamo, indice di miscela troppo ricca è un abbassamento delle temperature teste cilindro o dei gas di scarico. Comunque il correttore va tenuto tutto spinto avanti ( miscela ricca) in ogni condizione di volo che richiede l utilizzo del motore a più del 75% di potenza. Queste condizioni sono sovente, oltre che il decollo, anche i cambiamenti di quota in salita. In questi casi passare a miscela ricca durante la salita e tornare a smagrire quando si livella.

Negli aerei con elica a passo variabile, al momento dell atterraggio, in lungo finale, si tornerà a spingere a fondo il pomello o leva del passo dell elica in modo da avere la certezza, in caso di riattaccata, di disporre della potenza massima del motore. L aria calda al carburatore va mantenuta solo se ci sono serie probabilità di ghiaccio, ricordarsi però in caso di riattaccata, di eliminare l aria calda per non incorrere in vistosi cali di potenza. Il correttore di miscela va spinto sempre in avanti. ( le check list richiedono: miscela ricca ).

Valori tratti dal manuale di volo del Cessa 172 equipaggiato con motore Lycoming flat four da 150 CV a 2700 rpm. peso massimo al decollo: 1043 Kg limiti di velocità: Vne (velocità da non superare mai) 158 Kt Vno (velocità massima strutturale da crociera) 126 Kt Vp (velocità i manovra) 98 Kt Vfe (velocità massima estrazione flaps) 87 Kt

Il decollo non è permesso con più di 20 Kt di vento laterale L atterraggio non è permesso con più di 15 Kt di vento laterale

Massime prestazioni in salita a piena potenza, flap retratti, a livello mare Velocità di salita con peso 1043 Kg : 79Kt a 645 piedi al minuto Velocità di salita con peso 900 Kg : 76Kt a 840 piedi al minuto Velocità di salita con peso 750 Kg : 72Kt a 1085 piedi al minuto Velocità di salita ripida a peso massimo: 64kt Velocità di salita rapida : 78kt Velocità di massima efficienza : 65kt Velocità di stallo flap retratti 47 Kt flap 10° 44 Kt flap 40° 41 Kt

Volo livellato in regime di crociera con peso 1043 Kg a 2500 piedi 2400 rpm (63% potenza) Consumo litri ora 26,9 TAS 106 Kt a 5000 piedi 2400 rpm (60% potenza) Consumo litri ora 25,8 TAS 105 Kt a 7500 piedi 2400 rpm (57% potenza) Consumo litri ora 25 TAS 103 Kt a 10000 piedi 2400 rpm (54% potenza) Consumo litri ora 24,2 TAS 102 Kt

53

Velocità di avvicinamento; flap completamente estesi, motore al minimo, senza vento con peso 1043 Kg : 61Kt

Strumenti di bordo per la navigazione a vista Non è ancora il momento di intraprendere il giro campo perché dobbiamo sapere quali strumenti leggere una volta che saremo seduti nel nostro cockpit virtuale. Ci fu un periodo in cui era moda contornare l insieme di questi strumenti con una riga bianca che li racchiudeva in una specie di rettangolo o in una poligono a forma di T (usato dagli inglesi fin dal 1941). Era come al solito una moda venuta dagli anglosassini ai tempi della seconda guerra mondiale originata dalla necessità di mettere subito in evidenza ai piloti di caccia, bombardieri o trasporti sfornati in serie in corsi di pochi mesi, quali fossero gli strumenti da osservare.

fig46 In questo contorno vengono racchiusi: - l anemometro - l orizzonte artificiale

54

- l altimetro - il virosbandometro (indicatore di virata e derapata) - il variometro - il girodirezionale A parte trovavamo: l orologio bussola Quest ultima viene posizionata in alto il più distante possibile da radio, da grosse masse metalliche e da strumenti elettromagnetici per esserne influenzata il meno possibile.

I sei primi strumenti si sogliono dividere in strumenti a capsula ( anemometro, altimetro, variometro) e strumenti giroscopici (orizzonte artificiale girodirezionale, virosbandometro,) Orologio e bussola fanno categorie a se stanti.

Anemometro Misura la velocità rispetto all aria usufruendo delle indicazioni della pressione dinamica fornitegli dal tubo di Pitot. Appartiene alla categoria degli strumenti a capsula perché il cuore del suo meccanismo è formato da una capsula barometrica, la stessa che troviamo nei barometri, e consiste in una scatola cilindrica di materiale inossidabile a pareti ondulate, e pertanto deformabili. Le deformazioni di questa capsula, originate dalla pressione dinamica, vengono tradotte in letture mediante un sistema di amplificazione a leve e di rinvii che fa girare un ago su una scala graduata in miglia nautiche per gli aerei dell aviazione generale e commerciale, alcune volte in km per gli alianti, sempre in km per gli aerei di origine orientale che però si stanno ora adeguando agli standard occidentali, in km per gli aerei tedeschi ed italiani prima del 1945, e qualche volta in miglia statutarie (MPH).

fig.47 L anemometro fornisce indicazioni di velocità indicata (ias) oppure di velocità calibrata (cas) se è del tipo auto correggente. Abbiamo già detto che per semplicità noi parleremo sempre di velocità indicata. Su come trattare questo tipo di velocità quando si sale in quota abbiamo già parlato al capitolo del tubo di Pitot. Ci limitiamo a rammentare che, a parità di velocità al suolo del velivolo, la velocità indicata in quota avrà un valore sempre inferiore di quella misurata a livello mare.

55

Molti anemometri hanno la scala evidenziata da archi di diversi colori (quello del Cessna ne è un esempio) che servono a rammentare quali sono i vari limiti di velocità che non si devono oltrepassare nelle varie condizioni di volo. La figura aiuterà a comprenderli. Questi anemometri ( che si potrebbero chiamare: user fliendly ovvero amici dell utente ) sono necessariamente limitati ad aerei da turismo. Rammentiamo ancora una volta che queste scale a diversi colori hanno un significato se la velocità mostrata è la velocità indicata ias: non hanno senso se prescrivete al Flight Simulator di indicare la velocità vera tas. Negli aerei di dimensioni maggiori ed in particolare modo nei jet di linea le velocità caratteristiche sono indicate di volta in volta da cursori che scorrono sul bordo dello strumento Su questi anemometri la VNE, che è la velocità massima da non superare in ogni caso a scanso di gravi problemi strutturali; viene indicata con un indice mobile poiché essa varia diminuendo coll aumentare della quota. Negli aerei muniti di EICAS (Electronic Indicator And Control System, Sistema di Indicazione e Controllo Elettronico) questi indici sono tutti segnali elettronici che appaiono sugli schermi a tubi a raggi catodici CRT (Catodic Ray Tube). Inoltre, la rappresentazione sugli schermi EFIS ( Electronic Flight Instrument System, Sistema Elettronico di Strumenti di Volo) è digitale ma tutto questo esula da questa trattazione iniziale.

Altimetro L altimetro è a tutti gli effetti un barometro il quale segna la variazione della pressione atmosferica con la quota e la traduce in misure di quota seguendo lo schema dell aria tipo. La sua capsula barometrica è ermetica e riempita con aria a pressione di mezza atmosfera e munita di molla di contrasto al suo interno. L altimetro, essendo tarato sulla pressione dell aria tipo di 1013 hPa a livello mare, fornisce

fig.48 indicazioni che raramente coincidono con la quota effettiva. Allo scopo di rimediare a ciò è munito di una o due finestrelle ( dette finestrelle di Kohlsman) nelle quali si debbono inserire determinati valori di pressione che ci consentono di ottenere delle letture molto importanti al fine del volo. Negli altimetri per gli aerei più evoluti le finestrelle sono due ed in una viene inserita la pressione in pollici di Hg mentre nell altra quella in HPa. Inserendo uno dei due valori, l altro si adegua. Per aerei con quote di tangenza limitate ci sono altimetri con solamente due lancette: quelli con una sono ormai scomparsi.

Ecco i tipici valori di pressione che si usano in volo: QNH E il valore della pressione a livello mare riferita al luogo in cui ci si trova.

56

Il concetto non è semplicissimo e cercheremo di spiegarlo con un esempio. Supponiamo di essere parcheggiati a Linate: il valore della pressione denominata QNH si potrebbe leggere su un barometro posto in fondo ad un pozzo profondo 353 piedi, cioè profondo quanto il livello del mare, praticato sotto il parcheggio. La pressione così letta, con ogni probabilità, non sarebbe la pressione che in quel momento esiste a Genova o a Venezia perché in quei luoghi, nonostante siano anch essi a livello mare, la pressione atmosferica potrebbe essere differente: es.: Genova 1015, Venezia 1016. Quella che leggeremo in fondo al pozzo di Linate potrebbe essere 1018 . Inserendo il valore del QNH nella finestrella di Kohlsman il nostro altimetro leggerà l altitudine di Linate: 353 piedi. QFE Se si chiede all Ente di controllo il valore di questa pressione e la si inserisce nella finestrella, l altimetro segnerà quota zero quando l aereo tocca il terreno con le ruote. Pertanto, per sapere a che quota effettiva ci si trova rispetto al campo, durante l avvicinamento sarà comodo inserire il QFE del campo. Negli aerei evoluti questa indicazione ha perso molto di valore con l introduzione del radio altimetro il quale però da valori attendibili se il terreno sotto il sentiero ha la stessa quota del campo. Esso infatti indica sempre la quota istantanea dell aereo rispetto al suolo sottostante ed è quindi sempre utile per indicare la separazione dagli ostacoli ma non sempre per dare l esatta indicazione della quota rispetto alla soglia pista. La situazione ideale sarebbe quella di poter eseguire entrambe le letture. Fino a qualche tempo fa negli aerei con due persone al comando, che hanno tre altimetri separati, veniva indicato il QFE almeno su uno in occasione del decollo e dell atterraggio. Tale pratica è andata quasi completamente in disuso ma sarebbe bene conservarla per gli aerei senza radioaltimetro (se li Flight Simulator ce lo consentisse).

QNE Quando si inserisce nella finestrella la pressione standard a livello mare dell aria tipo, pari a 1013 hPa ovvero a 29,92 inch Hg, si fa l azione indicata con QNE. Da notare che in Europa le informazioni meteo indicano la pressione in hPa, in Usa in pollici di mercurio. Con l inserzione di questa pressione l altimetro segnerà una altezza che assume il nome di altitudine basata sulla supposizione che l atmosfera circostante si comporti come l atmosfera tipo. In questa parte di trattazione dedicata al volo a vista questa possibilità non dovrebbe interessare, ma forse è meglio precorrere i tempi per dire che il QNE viene applicato sempre in condizioni di volo strumentale IFR (Instrumental Flight Rules) quando si passa la quota di transizione oltre la quale si vola ad altitudini caratterizzate da livelli di volo. (il livello di volo non è altro che il valore letto sull altimetro, quando è inserita la pressione standard, diviso 100: esempio se si legge 22.000 il livello di volo sarà 220.) Si ritornerà ampiamente su questo concetto trattando dell IFR.

Ripetiamo il concetto, introducendone un altro: quando il barometro è tarato in atmosfera tipo (cioè 29,929 l altezza indicata si chiama altitudine ( altitude in inglese) quando il barometro è tarato col QNH l altezza indicata si chiama quota ( height in inglese).

Circa l impiego dell altimetro va sottolineato il fatto che le indicazioni di quota che ci fornisce non si possono prendere come certezze assolute: occorre vagliarle di volta in volta considerando i fattori esterni in cui vengono maturate. Ritornando al nostro caso in cui inserendo il QNH di Linate nell altimetro ci consentirà di leggere la quota di Linate, supponiamo di decollare verso Genova dove esiste un QNH inferiore. Passando gli Appennini, se la visibilità non è perfetta si potrebbero correre dei rischi, perché l altimetro così regolato tenderà a dare indicazioni di quota superiori a

57

quella effettiva conferendo un impressione di falsa sicurezza; ad esempio, visto che andiamo verso una zona di bassa pressione relativa (avevamo detto che a Genova il QNH era di 1015) potremmo leggere, proprio mentre oltrepassiamo i monti, una quota di 3000 piedi mentre quella effettiva è di 2800. In tempi abbastanza recenti proprio su questa rotta un monomotore tedesco con due persone a bordo ha urtato la cima del monte Tobio in un giorno di nuvole basse e di basse pressione con ogni probabilità per una falsa lettura dell altimetro dovuta al fenomeno sovraesposto. In breve, se si vola verso una zona di basse pressioni sull altimetro si leggerà una quota superiore a quella effettiva, il contrario avviene se si vola verso un alta pressione. Queste cose vanno sempre tenute in conto aggiungendo ampi margini rispetto alla quota necessaria a passare il più alto dei monti circostanti. Tenete a mente : Se si va verso una bassa saremo più bassi di quanto segna l altimetro.

Variometro Segna le velocità di discesa o di salita in piedi al minuto: una volta indicava i metri al secondo e tale indicazione si può ancora trovare sugli alianti e sugli aerei che vengono dall oriente.

fig.49 Se si vuole convertire esattamente i piedi al minuto in metri al secondo si deve dividere il valore in piedi per 197 (mnemonicamente conviene ricordarsi 200 e dividere i piedi per questo fattore: la differenza ai fini pratici è trascurabile. Esempio 1000 piedi al minuto = 5 metri al secondo). Il variometro è anch esso un barometro che però riesce a tener conto della differenza tra due pressioni statiche misurate in istanti successivi. Tutto questo è ottenuto collegando l interno della capsula barometrica alla presa statica esterna mediante un tubicino capillare mentre la capsula stessa è contenuta in una scatola dove vige la pressione statica del momento: il passaggio della pressione attraverso il tubicino capillare serve a realizzare quel ritardo che lo strumento richiede per potere dare l indicazione necessaria. Va detto che le indicazioni del variometro sono esatte nelle salite e discese regolari, lasciano viceversa a desiderare nelle manovre accelerate quali l inizio di una salita o di una discesa, durante le quali è meglio osservare le indicazioni dell altimetro, più pronto nell indicare le variazioni.

58

Strumenti Giroscopici. Premessa: il giroscopio è costituito da un anello di metallo di massa considerevole che ruota ad elevata velocità angolare attorno ad un asse.

fig.50 La prima proprietà del giroscopio è quella di mantenere il suo asse puntato verso un punto fisso dello spazio (ad esempio una determinata stella) .

L altra proprietà è di essere soggetto al fenomeno della precessione.

Cerchiamo di spiegare in che cosa consiste. Si immagini il giroscopio orientato secondo il meridiano del luogo. Si tenti, esercitando una adeguata coppia sul suo asse, di portarlo sulla direzione del parallelo: poiché viene forzato a farlo, l asse ruoterà ma anziché orientarsi sul parallelo tenderà a puntare verso il centro della terra, cioè a 90° dalla posizione che ci si aspettava assumesse. La precessione del giroscopio consiste proprio in questo: quella di orientare il suo asse verso una posizione ad angolo retto rispetto a quella che gli si tenta di imprimere. Si può tentare di comprendere meglio il fenomeno impugnando con le due mani l asse di una ruota di bicicletta mantenendolo in orizzontale mentre è in veloce rotazione. Si abbassi una mano e si alzi l altra per tentare di portare l asse sulla verticale: si constaterà che esso cercherà di disporsi in una posizione che punta il vostro corpo, cioè a 90° dalla direzione predestinata. La prima proprietà del giroscopio è sfruttata dalla trottola e dalla bicicletta quando stanno in equilibrio, la proprietà di precessione si evidenzia quando inclinando la bicicletta la ruota anteriore tenderà a ruotare iscrivendosi in una curva. Tutte queste proprietà sono sfruttate dagli strumenti giroscopici.

59

Orizzonte artificiale Riproduce nel suo quadrante circolare la linea dell orizzonte, parallela a quella che vedremmo dal parabrise dell aereo, sulla quale appare un indice solitamente a forma di V ad aquiletta che raffigura la posizione delle ali. Se le ali rollano, sembrerà rollare anche l aquiletta dello strumento: in realtà

fig.51 l aquiletta è solidale con l aereo, sarà la rappresentazione dell orizzonte che rolla. Per mantenere la posizione dell asse del giroscopio sempre perpendicolare al piano della terra lo si munisce di un congegno, detto di erezione. Se non esistesse il congegno di erezione l asse continuerebbe a puntare il punto fisso nello spazio che puntava all inizio del volo e ciò sarebbe un grave inconveniente perché dopo un certo percorso la linea dell orizzonte artificiale non sarebbe più parallela a quella vera. Un sacco di gente si è cimentata nell inventare questi dispositivi di erezione e la Sperry ne ha messo sul mercato uno che va per la maggiore ed è veramente ingegnoso.

Girodirezionale Si vedrà in altra parte che la bussola non fornisce indicazioni affidabili durante le virate e le

fig.52 manovre accelerate. Per questo motivo, per eseguire una virata precisa, si ricorre al girodirezionale molto più stabile ed attendibile perché collegato ad un giroscopio con asse orizzontale il quale viene allineato all indicazione della bussola prima di iniziare il volo .

60

Anche questo strumento ha un inconveniente: siccome l asse del giroscopio viene mantenuto in posizione orizzontale e, ad ogni regolazione, assume la direzione del Nord coincidente suppergiù con quella del meridiano, succederà che dopo un aver compiuto un certo percorso la sua direzione non sarà più quella del meridiano del posto ma una direzione leggermente divergente perché avrà continuato a puntare una stella fissa ( mentre i meridiani convergono al Nord o al Sud). Ha così luogo la cosiddetta deriva del girodirezionale che occorre correggere. Per aerei di piccole dimensioni non esiste alcun meccanismo di correzione automatica per cui ad essa deve provvedere il pilota il quale dovrà riallineare il girodirezionale sulle indicazioni della bussola ogni 20 minuti di volo: ovviamente tale operazione deve essere compiuta durante il volo livellato rettilineo quando la bussola assume una situazione di riposo e fornisce letture attendibili. Il riallineamento è eseguito tramite un apposito bottone ruotante posto a fianco dello strumento. Nel Flight Simulator si può ricreare questa situazione andando su Aircraft Realism setting Gyro drift e cliccarci sopra. Nella situazione di default il girodirezionale è riposizionato automaticamente come negli aerei evoluti dove esiste una centrale di rotta che ha anche lo scopo di collegare i vari girodirezionale sparsi per il cruscotto che provvede al riallineamento.

Virosbandometro A onor del vero questo strumento consta di due strumenti separati: un virometro ( usualmente chiamato paletta) che è lo strumento giroscopico, ed uno sbandometro ( normalmente chiamato pallina) che consta in una pallina immersa in un liquido alcolico di un canalino semicircolare. Il virometro indica la velocità angolare

di rotazione dell'aereo attorno all asse verticale Z-Z (asse di imbardata) .

fig.53 Conviene notare viene indicata una velocità angolare di rotazione e non il rollio delle ali (per la quale bisogna riferirsi all orizzonte artificiale). Il che vuol dire: se si imprime all aereo una rotazione attorno all asse di imbardata mediante un azione sui pedali, la paletta dello strumento si muoverà nella direzione del movimento del muso. se viceversa si mette l aereo a coltello, sempre che ci si riesca, ma non si imprime una rotazione sull orizzonte del muso, la paletta non si muoverà. Normalmente si deve osservare lo strumento quando la virata ottenuta a mezzo del rollio delle ali è già avviata: le due tacche laterali del quadrante sono sistemate in modo tale che quando la paletta mobile è posizionata esattamente sotto una di loro la velocità di virata è quella standard, cioè di 3° al secondo equivalente ad una rotazione di 360° in due minuti ( la velocità che si dovrebbe tenere in holding e nelle manovre di avvicinamento) . Il funzionamento del virometro si basa su un giroscopio con asse orizzontale a 90° dall asse longitudinale dell aereo e sfrutta la precessione che si genera quando l asse si iscrive in una virata.

61

Non sempre il virometro indica la velocità di virata standard: per aerei veloci avevano creato sbandometri che, quando la paletta era in corrispondenza della tacca laterale, eseguivano una virata di 180° ogni due minuti: pertanto sarà bene fare attenzione e leggere sullo strumento quale velocità di virata indica. Lo sbandometro indica, tramite la posizione della pallina rispetto alla mezzeria dello strumento, se l aereo derapa (pallina verso l'esterno della curva) o se scivola (pallina verso l'interno). Se la virata è corretta la pallina sta in centro. Una regolina elementare seguita da tutti i piloti è la seguente: piede richiama pallina, volantino spinge paletta. In altre parole se la pallina è fuori centro bisogna premere sui pedali dalla parte dove la pallina è sbandata per riportarla al centro. Viceversa, per portare la paletta sotto la tacca laterale si ruota il volantino (o il joystick) verso la posizione che le si vuol fare assumere. In alcuni aerei, di costruzione relativamente recente anziché il tradizionale virosbandometro con paletta viene installato lo strumento che appare qui sotto.

fig.54 Esso si chiama coordinatore di virata . Bisogna fare attenzione perché può essere confuso con l orizzonte artificiale. Esso ha viceversa lo scopo di indicare la velocità angolare ma ne indica due contemporaneamente: quella di imbardata, esattamente come la paletta, e quella di rollata. Esso aiuta eminentemente a tener livellate le ali poiché appena la sagomina dell aereo si muove denuncia di un rollio: quando la virata è impostata indica anche la velocità angolare di imbardata ed in pratica la velocità angolare della virata. Non è uno strumento che aiuta a rimettere l aereo in linea di volo dopo una manovra non troppo ortodossa perché non si riesce a distinguere se sta indicando la velocità di rollio o di imbardata: per queste rimesse affidarsi sempre all orizzonte artificiale.

Orologio Poco da dire se non che in sua mancanza sul cruscotto può benissimo sopperire quello da polso, meglio se cronometro. L orologio può essere analogico o digitale: la rappresentazione l analogica sembra dare una più immediata situazione del tempo. A seconda della complessità dell orologio lo troverete corredato di pulsanti che servono a risettarlo e a far partire un cronometro. L ora segnata dall orologio si può variare aprendo la casella Word sulla barra di comando e successivamente: Time and Season. Conviene a questo punto fare una precisazione sulla misurazione del tempo in aeronautica. Possono venir indicati due orari: - l ora locale (local time) che indica l ora adottata nella località dove ci si trova. - l ora universale (GMT Greenwich Mean Time) che indica l ora solare che in quel momento si legge negli orologi dell osservatorio di Greenwich, sobborgo di Londra.

62

Questa ora viene anche indicata come ora Zulu . Questo è il tempo più importante perché permette di mettere d accordo tutti i volatori di tutto il mondo: gli australiani diranno, per esempio, che stanno decollando alle 1200 Zulu se da loro è mezzanotte. Le ore Zulu si indicano così: 12,40 = 1240 Z 9,57 = 0957 Z 23,38 = 2338 Z e via di questo passo.

Bussola La bussola è, nonostante tutto, lo strumento assolutamente indispensabile nel volo VFR ed IFR perché le sue indicazioni sono la base ad indicare la prua dell aereo e servono per correggere il girodirezionale. La lettura della bussola e' anti istintiva e non e' facile da interpretare come il direzionale! fig.55

Si deve praticamente leggere al contrario. I valori minori si trovano scritti verso destra anziché verso sinistra come nella rosa dei venti La bussola basa le sue indicazioni sul fatto che gli aghi magnetici che incorpora tendono sempre ad orientarsi verso il Nord Magnetico. Questi aghi magnetici sono numerosi e sottili trattenuti insieme da un involucro, il tutto si chiama equipaggio, che ruota su un perno; il tutto è racchiuso in un recipiente di liquido trasparente. Questo tipo di bussola è chiamata Bussola ad alcool, dal tipo di liquido in cui è immersa. Gli anglosassoni la chiamano anche Wiskey Compass, evidentemente per dimostrare la loro la predilezione verso quella bevanda Un'altra cosa importante e' che la bussola risente molto delle accelerazioni principalmente perché le linee di forza del campo magnetico non viaggiano parallele al terreno ma incidono su di esso con una angolazione più o meno accentuata a seconda delle località. Senza entrare troppo nel dettaglio, vediamo gli effetti pratici: quando si vira, la bussola indica la prua istantanea solo quando voliamo per E oppure per W invece quando voliamo per N, abbiamo il massimo ritardo e per S, abbiamo il massimo anticipo ne consegue che per virare da E a N oppure da W a N dovremmo interrompere la virata, quando la bussola indica circa 30 gradi prima del N al contrario da E o W, verso S dovremo superare S di almeno 30 gradi e poi livellare l'aeromobile per essere sulla prua giusta!,

63

Per questo motivo conviene lasciar perdere le finezze e, come abbiamo detto in precedenza, usare il girodirezionale quando l aereo possiede questo strumento.

Effetti perturbanti dell elica Ora che sappiamo come funziona un giroscopio possiamo dire qualcosa sugli effetti dell elica che vanno a perturbare il volo, specie di un monomotore. L elica può essere equiparata ad un volano e pertanto ad un giroscopio. A secondo della grandezza dell elica e della struttura dell aereo gli effetti perturbanti saranno di intensità differente. L FS9 nei suoi settaggi propone una regolazione generale degli effetti perturbanti che dovrebbe viceversa essere differente da aereo ad aereo. Pertanto, a mio parere, che ovviamente può essere contraddetto, conviene settare tutto a metà. Vediamo tuttavia che cosa sono esattamente gli effetti che bisognerebbe prevedere. In aircraft-setting-realism-flight model troviamo il fattore: P factor. Il fattore P tiene conto della asimmetrica spinta dell elica quando l asse della stessa non è in linea con la traiettoria, ad esempio nella richiamata di decollo. In quel momento la pala che si trova a sinistra ha una trazione maggiore della pala che si trova a destra, o viceversa, a secondo della rotazione dell elica. Ne consegue una coppia imbardante. Torque Il momento torcente che deriva dalla coppia di razione dell elica e fa ruotare l aereo sull asse longitudinale in senso contrario alla rotazione dell elica. Gyro Si chiama in questo modo l effetto perturbante dovuto all elica che, comportandosi come un giroscopio, quando il suo asse viene inclinato, ad esempio in una forte richiamata, tende a generare una coppia che porta l aereo a sbandare a destra o a sinistra ( a seconda del senso di rotazione dell elica) . Questo effetto è tanto più grande quanto l elica è di maggior peso e diametro. Nei caccia della fine della WW II aveva assunto proporzioni quasi insostenibili. Bastava una picchiata improvvisa, ad esempio per andare ad intercettare un nemico, per provocare una energica derapata che poteva far cadere in vite l aereo.

Da quanto sopra comprenderete che non è facile dosare correttamente questi fattori perché la cosa funzioni bene per tutti gli aerei.

FS9 non tiene viceversa conto di un ulteriore effetto perturbante che affligge il pilota al decollo: quello del vortice dell elica che si avvita intorno alla fusoliera ed, investendo il piano verticale con una incidenza rilevante a inizio corsa, esercita una portanza laterale che costringe l aereo ad una derapata che potrebbe essere molto violenta specie in aerei con il ruotino posteriore: di qui la necessità di correggerla con poderose azioni di pedale.

Infine, negli aerei a reazione questi effetti non ci sono o sono molto attenuati rispetto agli aerei ad elica. il che rafforza il mio suggerimento di settare tutto a metà. Comunque non dovete mai aspettarvi che in un decollo l aereo fili via liscio come l olio: tenderà sempre a sbandare di qua o di là per cui è necessario una energica e pronta azione di correzione col pedale. I Comandanti istruttori del simulatore dell MD80 dicevano che se questa tendenza non viene corretta tempestivamente subito dopo che l MD80 si è mosso si rischia di non recuperarlo più.

64

Meridiani e Paralleli Molto prima che fosse inventato l aeroplano, i naviganti di mare e di terra che volevano orientarsi sul globo terrestre avevano pensato di individuare ogni punto della superficie mediante un incrocio di linee cui venne dato il nome di coordinate. Il primo fascio di linee è a forma di cerchio che passano per i poli geografici Sud e Nord; hanno tutti lo stesso diametro (quello della Terra) e pertanto vengono identificati come cerchi massimi: ogni semicirconferenza che ha origine al Polo Nord e termina al Polo Sud prende il nome di Meridiano .

fig.56 Come è ovvio di queste semicirconferenze se ne possono tracciare un numero infinito ma si è deciso di assumerne 360 principali equamente distanziate tra di loro con origine a partire da quella che passa per Greenwich, noto sobborgo di Londra, sede di un importante osservatorio astronomico: la scelta fu influenzata dal fatto che all epoca in cui la si decise la maggior parte del mondo era dominato dagli inglesi, dagli spagnoli e dai portoghesi ma furono gli inglesi che hanno sempre dimostrato maggiore attitudine a razionalizzare, a decidere in tal senso. Si è stabilito quindi che questo meridiano abbia Longitudine 0°; se ne individuano altri 180 verso Est (contrassegnati col segno +) e 180 verso Ovest (contrassegnati col segno -). In tutto fanno 360 meridiani principali che forniscono i gradi di longitudine. Quindi andando da Londra verso Est troveremo il meridiano principale 1°, 2° ,3° e cosi via fino al 180°.Andando verso Ovest sarà la stessa cosa fino a raggiungere il meridiano W180 che, si badi bene, si identifica col meridiano E180. Tra ogni meridiano principale se ne sono identificati altri 60 detti meridiani primi contrassegnati

con l apice . Tra ogni meridiano primo se ne identificano altri 60 e sono detti secondi contrassegnati con l apice

. Si è anche deciso che i meridiani che vanno verso Est siano indicati con un segno positivo, che nella scrittura solitamente si omette, quelli che vanno verso Ovest col segno negativo che si scrive sempre.

65

L Italia, per inciso, è grosso modo compresa tra il meridiano +8° ed il +10° Per esemplificare: Linate è situato ad Est di Greenwich esattamente a: 9 gradi 16 primi 40 secondi che nella notazione comune sarà:

E 009° 16 40 . Si faccia ben attenzione: davanti al 9 ci sono due zeri per ricordare che i meridiani arrivano ad un numero di tre cifre.

La notazione nel Flight Simulator divide i secondi in gradi centesimali, ( cioè divide per 60 e moltiplica per 100) e mette l apice alla fine per indicare appunto che si tratta di un numero di secondi non intero. Ne esce: E9* 16.66 ,

Però non indica i gradi col numero a tre cifre e di questo bisognerà tenere conto tutte le volte che nel volo IFR si avrà da fare l inserimento delle coordinate nell FMC.

La notazione sulle carte aeronautiche Jeppesen è: E 009 16.7 In essa i la frazione centesimale dei secondi è approssimata alla decina più vicina (dividendo i secondi per 6 e moltiplicando per 10 : nel nostro caso 40/6x10=66,6 approssimato a 7).

Nota storica Al Duce non andava giù che l Inghilterra prevalesse in tutti o quasi le scienze moderne e pertanto prese la decisione di far passare il meridiano 0° esattamente dal centro di Roma. Vi lascio immaginare il caos susseguente poiché tale decisione, imposta agli italiani, non fu riconosciuta dagli altri stati per cui in Italia si pubblicavamo carte che ci costringevano a detrarre od aggiungere la longitudine di Roma per equipararle a tutte quelle del resto del mondo. So per certo che ai nostri soldati ed aviatori in Albania furono date, quando lo furono, carte con quel tipo di notazione.

La seconda serie di linee che consentono di individuare il punto di incrocio è formato da 180 cerchi paralleli a se stessi e con diametri differenti di cui quello di maggior diametro passa per l equatore: questi cerchi si chiamano Paralleli.

Il parallelo zero è l Equatore; si va verso Nord contandone 90 che avranno una N davanti ( oppure assumeranno il segno + ) e verso Sud con altri 90 con segno S (oppure col segno -). Occorre prestare attenzione che, mentre nella longitudine la linea di riferimento è il semicerchio e pertanto se ne identificano 360 ( il doppio dei cerchi, che sono 180), nei paralleli il riferimento è tutto il cerchio e quindi ce ne sono 180 in tutto.

La Torre di Controllo di Linate è situata: N 45°27 07

Se il Flight Simulator fosse esatto dovrebbe segnare: N45*27.11

Per le carte aeronautiche Jeppesen: N45 27.1

66

fig.57

Nella notazione normale i gradi saranno scritti con due cifre ( per indicare una latitudine 9° si dovrebbe scrivere 09). Anche qui il Flight Simulator fa a modo suo perché per latitudine N09° scrive N9*. Un ultima cosa. Sul Flight Simulator è semplicissimo trovare le coordinate di un punto: basta schiacciare contemporaneamente SHIFT e Z ed appariranno in alto a sinistra.

Nota storica che vi può interessare, oppure no, fate voi. Trovare la Latitudine di un punto è stata cosa abbastanza facile perché basta rilevare l altezza del sole (cioè l angolo tra la retta che congiunge il punto di osservazione col sole ed il piano dell orizzonte) quando il sole passa al massimo dell elevazione. Cristoforo Colombo lo sapeva e fu in grado di sapere su quale parallelo navigava. Per la Longitudine l affare fu più serio in quanto per poterla calcolare avvalendosi del sestante e del metodo di approssimazioni successive è necessario anche conoscere l ora esatta al secondo. Infatti si tratta di determinare l'istante esatto in cui un oggetto celeste passa sul meridiano del luogo e, mediante l'utilizzo di effemeridi nautiche (le tabelle che indicano per ogni punto della terra l ora in cui sorge e tramonta il sole) calcolare la differenza rispetto al tempo di transito dello stesso oggetto su di un meridiano noto (ad esempio, quello del porto di partenza). Emerge, quindi, l'importanza di conoscere l'ora con una elevata precisione, il che è stato praticamente impossibile per secoli, con gli strumenti usuali per misurare il tempo, quali le clessidre: un errore di solo due minuti poteva mettere la nave fuori rotta di 30 miglia.. Cristoforo Colombo non aveva l ora esatta e per questo fu piuttosto scarso nel calcolare l avanzamento della nave sul parallelo. Solo grazie ad un bando di concorso emesso dall Ammiragliato inglese quando, nel 1714, la nave ammiraglia di sir Cloudesley Shovell naufragò sulle isole Scilly mentre egli pensava di veleggiare nella Manica a oltre cento miglia di distanza, fu costretto ad organizzare un "Consiglio per la longitudine". Questi emise il celebre Longitude Act, con il quale offriva un premio di ventimila sterline (circa cinque milioni di euro attuali) a chi avesse inventato un orologio in grado di avere un margine di errore di meno di due minuti in un viaggio di andata e ritorno dalle Indie Orientali. Un certo John Harrison, carpentiere autodidatta dello Yorkshire, presentò al concorso, nel 1735, il primo modello di un orologio (pesante oltre trenta chili), che continuò a migliorare per oltre 30 anni e dopo di lui suo figlio. Dopo 81 giorni di navigazione il cronometro aveva solo cinque secondi di ritardo! Per la cronaca: il carpentiere non ebbe il piacere di ricevere tutta la somma promessa dal bando: dopo anni di beghe con l Ammiragliato solo la vedova ricevette il dovuto.

67

Declinazione e deviazione

Uno tra i grossi difetti della bussola è quello di indicare il Nord Magnetico che non coincide quasi mai col Nord Geografico. La distanza tra il Polo Magnetico e Geografico è relativamente non grande ma è tale da costringerci a fare dei calcoli per trovare l esatta direzione di quest ultimo. In più, per aggiungere complicazione a complicazione, mentre il Polo Geografico sta fermo, quello Magnetico si sposta continuamente. Non molto velocemente ma in modo sensibile negli anni. L angolo che la direzione del Nord Magnetico (quello indicato dalla bussola) fa con la direzione del Nord Geografico, detto anche Nord Vero, si chiama declinazione e si indica con d. Anche l angolo di declinazione assume il segno: + se la declinazione è verso Est, - se è verso Ovest. Qui si comincia a capire perché, come ho già detto, le coordinate geografiche sono contrassegnate da un segno positivo o negativo: tale distinzione servirà nel fare i calcoli per correggere la lettura della bussola. Per una benedizione del fato, al momento attuale, anno di grazia 2006, l angolo di declinazione sull Italia è intorno ad 1°E per cui si ai nostri fini si può assumere che la direzione del Nord Magnetico coincida col Nord Vero. Questo non succede in Giappone o in Nord America dove in alcuni punti arriva ai 20°.

fig.58 Dove si può trovare il valore della declinazione? Sulle carte geografiche per aeronautica, per esempio le Jeppesen, dove sono segnate delle linee tratteggiate che uniscono i punti di eguale declinazione (si chiamano isogone); accanto ad esse appare il valore della declinazione. Come già accennato la declinazione in un punto geografico non è sempre costante a causa della già citata precessione del polo Magnetico: essa varia di circa 8 all anno verso Est. Leggendo una carta del 1959 si leggeva una isogona di 3° W ( cioè 3 ) passante per il lago di ISEO: ora ci passa la isogona di 1,2° E (+1,2) ,che ai fini pratici si può considerare 1°.

68

Ultimo importante problema: gli aghi della bussola sono pesantemente influenzati dalle masse metalliche che li circondano nonché dai vari apparati radio. Tutto ciò da luogo ad una divergenza

rispetto alla direzione del meridiano magnetico che si chiama angolo di deviazione e si indica con . Si cerca di annullare questa deviazione correggendola mediante dei magnetini ausiliari opportunamente posizionati durante i cosiddetti giri bussola ; la deviazione residua ed ineliminabile viene tabellata sotto forma di una curva della quale si deve tenere conto ogni volta che si mantiene una prua. Negli aerei veri per cercare di eliminare il più possibile gli influssi nocivi, si tende a posizionare la bussola il più lontano possibile dalle grandi masse metalliche (motori) e dagli apparati radio ( nei monomotori o bimotori da turismo la troverete sul montante centrale del parabrise o comunque sopra il cruscotto il più in alto possibile) negli aerei di linea anche nel piano verticale di coda o sulle estremità alari e le sue indicazioni vengono teletrasmesse ai l quadranti sul cruscotto. Nel Flight Simulator la deviazione non esiste: radio e masse magnetiche sono eteree e pertanto si può fare a meno di prenderle in considerazione. A noi basta sapere che cos è per non fare brutta quando un amico vi inviterà a volare su un aereo vero.

Premettiamo un informazione che servirà molto quando si parlerà di IFR: per rendere facile ed immediato l orientamento, i gradi che caratterizzano gli orientamenti delle piste, dei sentieri di atterraggio, delle radiali del VOR e dei Beacon sono tutti MAGNETICI in modo che il pilota non debba ogni volta far la fatica di conteggiare la declinazione. Risultato?: che ogni circa 10 anni circa vanno aggiornate tutte le carte aeronautiche perché variano le direzioni magnetiche delle radioassistenze e delle piste. L orientamento della pista di Linate è passato abbastanza recentemente dai 357° ai 356°. Si tenga ben conto di ciò per non prendere cantonate, specie quando sarete in Asia o in America dove le declinazioni sono dell ordine dei 20 °.

Prua Con prua (heading) si indica la direzione dell asse longitudinale del nostro aereo. Non si confonda con la rotta di cui parleremo dopo. La lettura della bussola, opportunamente corretta degli influssi della deviazione che, ripetiamo nel Flight Simulator non esistono, fornisce una indicazione che si chiama prua magnetica In sostanza indica l angolo che l asse longitudinale fa con la direzione del Nord Magnetico. Per il volo a vista questo dato non è sufficiente: a noi interessa conoscere l angolo che l asse longitudinale dell aereo fa con la direzione del Nord Vero perché tutte le carte VFR sono orientate secondo questa direzione avendo il Nord Vero nella parte superiore della carta. La relazione che consente di calcolare la prua vera da quella magnetica è molto semplice posto che si conosca il valore della declinazione del luogo che si sorvola: Pv = P M + d Un esempio semplificherà le cose. Supponiamo di essere a Seattle: da quelle parti la declinazione ha un valore molto elevato: prendiamo per buono il valore di 20° e siccome è E, scriveremo nella formula +20. Supponiamo di leggere sulla bussola la prua magnetica di 40°. Il valore della prua vera sarà: PV= 40+( +20) = 40 +20 = 60° Ciò vuol dire che con la prua di 40° che si legge in bussola l aereo è orientato a 60° rispetto al Nord Vero. Se si fosse in Italia, a declinazione mediamente 1°, la formula sarebbe: PV= 40 + 1 = 41°,

In tutto questo ragionamento abbiamo parlato di prua magnetica: nei nostri calcoli dovremmo viceversa parlare di prua bussola che si differenzia dalla prua magnetica per la deviazione insita

69

nello strumento. Per il Flight Simulator la deviazione non esiste e questo ci evita un ulteriore problema: pertanto quello che leggiamo sulla bussola lo possiamo chiamare indifferentemente prua bussola o prua magnetica. Ma se volete saperne di più e se siete in serenità di animo leggete quello che c è scritto da qui alla fine del capitolo, se no fatene a meno.

Supponiamo di essere su un aereo vero ospitati da quell amico di cui parlavamo prima. In questo caso si dovrà tener conto anche della deviazione. A parte il fatto che probabilmente il vostro amico, quando gli parlerete di deviazione cadrà dal mondo delle nuvole perché ormai col GPS la tendenza generale è di dimenticare le sottigliezze teoriche di modo ché se si rompe quel benedetto marchingegno si è costretti ad atterrare nel campo di grano più vicino non sapendo più dove ci si trova, voi pretenderete che vi esibisca la tabella delle deviazioni. Posto che la trovi, vi consegnerà un foglietto con riportato un grafico od una tabella.

fig.59 Avrete notato che nella tabella c è scritto: prua bussola e non prua magnetica. In effetti la lettura che facciamo della bussola ci fornisce la prua bussola: per arrivare alla prua magnetica occorre tener conto della deviazione residua che ricaveremo dalla tabella di cui sopra. Per avere la prua magnetica useremo la seguente formula : PM= PB +

Siccome per passare alla prua vera si usa la formula: PV=P M + dsi può passare direttamente dalla prua bussola alla prua vera unendo le due formule: PV = P B +d+

Torniamo all esempio pratico di Seattle: se oltre al valore della declinazione inseriamo anche il valore della deviazione residua, che leggiamo dalla tabella, in corrispondenza del valore 40° di prua bussola, di circa 3°, avremo il nuovo valore di prua vera:

PV= 40 +(+ 20) + 3 = 63°

70

Se viceversa dal valore della prua vera volessimo arrivare a calcolare quello che dobbiamo leggere nella bussola che cosa dobbiamo fare? (questo ci serve nella preparazione del volo che si fa a terra). Semplice, si rovescia l uguaglianza. PB = PV -d-Anche qui un esempio per chiarire: Sempre a Seattle e si vuole andare per una prua vera di 335°; la declinazione è 20 E . Dire Est vuol dir avere segno più. Il valore della deviazione letto sulla tabella è di 2°. Quello che si dovrà leggere sulla bussola è: 335 - (+20) - (-2)= 335 20 +2= 317°. (ricordarsi in algebra meno per meno da più, meno per più da meno)

Regola mnemonica Queste formule, pur nella loro semplicità, non sono facilmente memorizzabili nei segni: chi si ricorda se per andare dalla prua bussola alla vera si deve aggiungere o sottrarre i valori della declinazione e della deviazione? Ci soccorre una regoletta appresa dal mio vecchio istruttore, il buon Manetti: Guardiamo i pedici delle Prue : quello di prua bussola è B, quello di prua vera è V. Orbene: nell alfabeto B è situato al 2° posto, V al 20° o giù di li; per andare da B a V bisogna aggiungere: anche nella formula sarà lo stesso. Se viceversa si vorrà andare da V a B si dovrà togliere e lo stesso nella formula. Il ragionamento fila identicamente se si vuole volete passare semplicemente da prua vera a prua magnetica o viceversa.

Rotta Rotta e prua si identificano se le condizioni dell aria sono calme, tranquille, senza vento e l aereo ha un centraggio perfetto che lo porta ad andare sempre dritto ed, ovviamente, se non intervenire sui comandi. Non capita mai. Pertanto, partendo da una località, pur inizialmente puntando l asse longitudinale verso la località da raggiungere ed assumendo questa direzione (prua) per tutto il volo, ben difficilmente ci arriveremo esattamente sopra.

fig.60

71

Avrete capito che una cosa è la direzione del vostro asse longitudinale (prua) ed una cosa è la direzione della vostra traiettoria proiettata sul terreno: quest ultima si chiama rotta (course per gli inglesi, track per gli americani). Solitamente ad influenzare il cammino dell aereo è l intervento del vento. E facile comprendere che se si ha un vento laterale, pur mantenendo una certa prua, si verrà sospinti inesorabilmente di fianco ovvero l aereo sarà soggetto ad una deriva. Quest ultima è il fattore principale che determina la differenza tra prua e rotta. . Spero che la figura sovrastante consenta di comprendere il concetto. Con i sistemi di navigazione moderni le deviazioni dovute ai venti non preoccupano poiché gli strumenti usati sono tali da poterle correggere agevolmente ed automaticamente con l inserimento degli autopiloti asserviti agli apparati da radionavigazione. Nel volo a vista rappresenta ancora un problema non tanto per il sistema di correzione della deriva che è abbastanza elementare e che vedremo subito dopo ma per la valutazione del vento il quale ha spesso intensità e direzione variabile per tutto il percorso (ricordarsi che i percorsi VFR avvengono solitamente a quote basse dove i venti sono più irregolari). Ai tempi in cui era necessario effettuare lunghe navigazioni senza il supporto di strumenti di radionavigazione, se si era sulla terra si suddivideva il volo in tanti segmenti ciascuno dei quali faceva riferimento ad un caposaldo noto e facilmente individuabile. Lo scostamento del passaggio rispetto a questo waypoint consentiva di tracciare la rotta e di dedurne la deriva in modo da poterla correggere per la tratta successiva. Questo funzionava se il vento non cambiava direzione ed intensità. Sul mare l impresa era disperata a meno di non avere a disposizione navi faro come disponevano gli americani e gli inglesi nelle traversate atlantiche. Vediamo comunque il semplice sistema di correggere la deriva.

fig.61 L aereo si è scostato dal cammino che si era prefisso.

72

L angolo tra la rotta vera (quella in rosso) e la rotta prevista ( in nero) sui chiama angolo di deriva. Sulla carta potremo tracciare queste rotte. Per poter individuare la nuova prua che ci consentirà di mantenere la rotta che ci eravamo prefissati dobbiamo orientare la nostra prua verso il vento sommando i valori dell angolo di deriva, con segno contrario, a quelli della rotta teorica. Più macchinoso sarebbe il ragionamento se si volesse anche calcolare la velocità vera perché in questo caso occorre valutare la componente del vento laterale oltre a quella assiale che può ritardare o accelerare il volo. Ma per ora è meglio non occuparsene, farà parte dell aggiunta a queste dispense. Ultima considerazione: su FS9 le cose sono molto semplificate dal fatto di poter determinare noi stessi le caratteristiche del vento, a meno che non si voglia volare con il meteo reale.

Girocampo Ritorniamo al pratico. Il girocampo consiste in un circuito a forma rettangolare suddiviso in varie parti: - corsa seguita dal relativo decollo - salita ad una quota determinata - stabilizzazione dell aereo alla quota determinata - virata di 90°per portarsi nel tratto rettilineo di contro base -tratto di contro base -virata a 90° per portarsi nel tratto di sottovento parallelo alla pista ma in senso contrario . -tratto di sottovento -virata a 90° per portarsi nel tratto di base -tratto di base -virata a 90° per portarsi nel tratto finale - tratto finale, in direzione della testata pista, suddiviso in due sottotratte: lungo finale e corto finale -richiamata ( flare), atterraggio e conseguente frenata.

fig.62 Il circuito illustrato è un circuito destro come quello ora in uso nel campo di Bresso. La regola più diffusa è che i circuiti debbano essere sinistri per consentire al pilota situato a sinistra una maggiore visibilità in virata ma per ragione di ostacoli, impedimenti di sorvolo ecc la regola non può essere sempre così e pertanto occorre informarsi prima del decollo o prima di arrivare in un campo sconosciuto.

73

Come pure non è regola che prima si debba raggiungere la quota e poi eseguire la prima virata: esistono circuiti in cui ciò è impedito dall impossibilità di effettuare sorvoli di centri abitati, per non entrare in zone proibite, per evitare circuiti di traffici commerciali e chi più ne ha più ne metta. Per semplicità a noi va bene che virtualmente non esistano tali impedimenti. La direzione di atterraggio viene, o meglio dovrebbe poiché in molti aeroporti questa pratica è ormai disattesa, indicata dalla T di atterraggio che è una grande sagoma bianca a forma di aereo ben visibile dall alto destinata a riprodurre la forma di un aereo che atterra nella senso giusto.

Vediamo che cosa succede, aerodinamicamente parlando, al nostro aereo, ora fermo in testata pista mentre attende il benestare per il decollo. In questa fase è soggetto alla sola forza peso che agisce verticalmente verso il basso.

Salita Per poter staccare l aereo da terra occorre imprimergli una accelerazione verticale mediante la creazione di forze portanti che si contrappongono al peso ed inizialmente lo superino. Se vi ripassate la formula vedrete che i fattori sui quali si può agire per generare la portanza sono: la velocità , il coefficiente di portanza mediante l aumento dell incidenza e la curvatura del profilo. La densità è costante se non c è variazione di quota. Prima di avviare la corsa di decollo cominciamo ad agire sulla curvatura abbassando una tacca di flap. Per raggiungere la velocità facciamo correre l aereo accelerandolo mediante la trazione generata dal motore tramite l elica. L accelerazione inizialmente è discretamente forte perché alla trazione si contrappone solo la resistenza d attrito: successivamente si genera la resistenza aerodinamica e la preponderanza della trazione sulle resistenze diminuisce e così l accelerazione Ad una velocità che ci viene indicata dai manuali faremo ruotare l aereo intorno al suo asse trasversale: questa azione aumenta l incidenza e ciò incrementa il coefficiente di portanza. Alla portanza alare, inclinando anche l asse della trazione, siccome stiamo ancora percorrendo una traiettoria orizzontale con le ruote a terra, si aggiunge per qualche istante anche una componente della trazione. L aereo sarà soggetto all accelerazione verticale di cui si è detto fino a quando, staccate le ruote da terra, non si deciderà di riequilibrare portanza e componente del peso ( il che avverrà dopo pochi istanti, alla fine della rotazione, quando avremo assunto le velocità orizzontali e verticali di salita che ci siamo prefissi) . Ma a questo punto sono intervenuti dei cambiamenti sostanziali. L aereo non corre più in orizzontale ma ha assunto un certo angolo di rampa che dobbiamo mantenere costante. Le condizioni di equilibrio sono decisamente mutate perché la portanza ora è perpendicolare al piano su cui avviene la salita e si contrappone ad una componente del peso. L altra componente del peso va ad aggiungersi alla resistenza aerodinamica mentre scompare la resistenza d attrito. La trazione ora equilibra resistenza aerodinamica più la componente del peso. La situazione è rappresentata dalla figura.

74

fig.63

Quando sarete più esperti nelle manovre dovrete sapere che esistono parecchie combinazioni di velocità di salita ed orizzontali ma che si possono seguire due tipi di assetto che ci portano a diversi tipi di salita: la salita ripida, quando c è necessità di superare un ostacolo prossimo alla pista di decollo, per esempio un filare di alberi. Il sentiero di salita sarà in questo caso molto ripido. la salita rapida che consente di arrivare alla stessa quota in un tempo più breve ma in un punto più avanzato e con un angolo di rampa meno accentuata. I manuali di volo degli aerei solitamente riportano le velocità orizzontali e verticali da tenere in queste circostanze ma la regola è che la salita ripida avviene a velocità orizzontale inferiore a quella della salita rapida. Arrivati alla velocità che ce lo permette, si retraggono i flap compensando con un leggero aumento dell incidenza la minor curvatura del profilo ossia tirando, di poco, il volantino. Per comodità avevamo regolato l altimetro ( variando la pressione nella finestrella di Kolhsman ) in modo che a terra segnasse zero. .

Volo livellato Solitamente il giro campo si esegue a 1.000 piedi sopra la quota campo: anche noi ci adegueremo e arrivati a qualche decina di piedi sotto il valore di questa quota cominceremo a spingere leggermente in avanti il volantino costringendo l aereo a diminuire l incidenza. L accelerazione impartita , questa volta è diretta verso il basso e modifica la traiettoria portandola orizzontale. Avremo trovato un nuovo assetto e noteremo che l aereo tende ad accelerare in senso orizzontale perché la trazione diventa esuberante in quanto dalla resistenza all avanzamento è scomparsa principalmente la componente del peso. In tal modo l aereo aumenterà la velocità orizzontale finché, trovata quella giusta, decideremo di tirare indietro la manetta per ripristinare l equilibrio tra trazione e resistenza, ormai solo aerodinamica. La figura evidenzia questa nuova situazione di equilibrio in volo orizzontale a velocità costante.

75

.

fig.64

Noterete che le due coppie di forze sono in perfetto equilibrio: portanza = peso, trazione = resistenza. Fino a che non si altererà questo equilibrio l aereo procederà in volo livellato a velocità costante. Prima di parlare delle altre manovre, qualche nozione di equilibrio longitudinale.

Equilibrio longitudinale Visto di fianco, possiamo considerare l aereo come una bilancia. Abbiamo già detto che consideriamo la portanza passante per il Centro di Pressione. Inoltre, per semplificare i ragionamenti, ometteremo di considerare anche i momenti aerodinamici ma ciò non altera il senso delle spiegazioni che verranno. Omettiamo anche di considerare le coppie derivanti dalla spinta del motore immaginando che questa ultima passi in asse al baricentro. La figura che segue illustra una delle possibili condizioni di carico dell aereo: potete osservare che il baricentro è dietro al centro di pressione.

fig.65 La coppia originata dalla portanza dell ala moltiplicata il braccio di leva a equilibra la coppia formata dalla portanza del piano di coda per il braccio di leva b . Come una bilancia rovesciata.

76

Lasciamo a dopo alcune importanti considerazioni e passiamo ad un altra situazione di carico: quella in cui il baricentro è anteriore al centro di pressione dell ala.

fig.66 Questa volta l equazione d equilibrio è formata dalla coppia della portanza per il braccio a equilibrato dalla coppia della deportanza

di coda per il tratto a+b . Infatti per avere la condizione di equilibrio il piano di coda deve essere deportante, cioè la portanza da esso generata è diretta verso il basso.

E ora il caso di fare le considerazioni che avevo anticipato. Un aereo che si rispetti dovrebbe poter volare da solo quando il pilota toglie le mani dai comandi ed anche con i comandi bloccati a zero: immaginate gli aeromodelli di una volta che non erano radiocomandati. Orbene: la situazione di carico con il baricentro anteriore al centro di pressione illustrata nella seconda figura è quella che ci garantisce una stabilità intrinseca con la quale l aereo riesce a volare da solo. In questo caso se qualche fenomeno tende a spostarlo dalla sua condizione di equilibrio longitudinale, per esempio facendogli alzare il muso a causa di una raffica, dopo una serie di oscillazioni sempre più smorzate si rimetterà in volo equilibrato.

La condizione di carico col baricentro arretrato, illustrata nella prima delle figure, rende viceversa l aereo instabile perché, se spostato dalla sua condizione di equilibrio, accentua l oscillazione fino al capovolgimento. Il pilota, in queste condizioni, sarebbe costretto a tenere costantemente le mani sui comandi ed il suo pilotaggio sarà estremamente difficoltoso poiché il suo relativamente lungo tempo di reazione, non gli consentirà di riportare tempestivamente in linea l aereo ( per non parlare degli sforzi e della tensione necessari a far ciò ). E chiaro che delle configurazioni illustrate quella col baricentro anteriore al centro di pressione è la più favorevole ed ad essa si è ispirata la totalità delle costruzioni aeronautiche fino a non molto tempo fa. Ovviamente c è il rovescio della medaglia rappresentata dal fatto che portanza dell ala e portanza dei piani di coda sono di senso contrario colla conseguenza di diminuire la portanza totale. L altra situazione, dal punto di vista della portanza generale, è molto più favorevole. Le due portanze si sommano, il che consente di diminuire la superficie alare. Per anni si è sperato di poter utilizzare questa conformazione finché non è arrivato il computer a risolvere il problema. Il suo istantaneo tempo di reazione, in collaborazione con i servocomandi, si prende carico di controllare perfettamente questa configurazione di volo.

77

E nato così il Flight by Wire ed il primo esempio di aereo entrato in linea di produzione è, se non vado errato, l F16. Seguirono gli Airbus a partire dal 320.

fig.67 Quanto sopra detto ci consente di capire che quando parliamo di tirare o restituire il volantino azioniamo il piano mobile di coda alterando la portanza della coda indirizzandola in alto od in basso facendo ruotare il braccio della bilancia fino a raggiungere la giusta incidenza dell ala. La differenza fra la figura precedente e quella sopra rappresentata è che nella prima le due coppie erano uguali e contrarie e pertanto si equilibravano e non succedeva niente, nella seconda le due coppie sono differenti e l aereo tende a ruotare nella direzione della coppia maggiore che è quella del piano di coda.

Virata La virata corretta di un aereo si ottiene movendo gli alettoni mediante la rotazione a sinistra o a destra del volantino. Il meccanismo che fa virare l aereo è il seguente :

78

fig.68 La deflessione degli alettoni causa una portanza diseguale tra le due semiali facendo inclinare il piano alare intorno all asse longitudinale (asse di rollio) . L inclinazione del piano alare provoca uno spostamento della direzione della portanza rispetto alla verticale: la potremo scomporre in due componenti: una verticale e l altra orizzontale.

fig.69 Alla nostra virata serve la componente orizzontale che chiameremo Forza Centripeta poiché crea un effetto che tenderà a spostare l aereo dalla sua traiettoria. Si dimostra matematicamente che, se questa forza rimane di intensità costante, il baricentro del nostro velivolo descriverà una curva circolare e manterrà tale percorso finché tale forza non viene a mancare: succede come se il nostro aereo venisse improvvisamente vincolato a mezzo di un cavo che passa per il suo baricentro ad un piolo sito nel centro della curva. Noi sfrutteremo questo effetto per virare a destra dei 90° prescritti. Va aggiunto che se ci fosse solo la forza centripeta il nostro aereo accentuerebbe la virata fino ad eseguire una spirale che ne accentuerebbe la virata: ci viene viceversa in aiuto la forza ad essa contrastante, la Forza Centrifuga, dipendente da raggio di virata e dalla velocità angolare che va ad equilibrare la prima tramutando la spirale in una la traiettoria circolare.

fig.70

79

fig.71 Abbiamo semplificato un po troppo e qui conviene fare un passo indietro. Abbiamo infatti dato per scontato che l aereo si iscriva nella curva rimanendo sempre perfettamente tangente alla curva stessa. Non è così: in effetti l aereo tenderebbe a descrivere una curva come quella descritta ma mantenendo sempre il muso orientato verso la precedente direzione più o meno come indicato qui di sopra. Abbiamo detto: tenderebbe. A riportarlo nella corretta posizione, se un aereo è ben progettato, contribuiscono gli impennaggi di coda e quella parte di superficie laterale di fusoliera sita dietro il baricentro i quali, appena il baricentro cambia la direzione di moto, vengono investiti da un flusso d aria laterale che crea la spinta necessaria a spostare la coda del tanto che basta per mantenere la fusoliera tangente alla traiettoria. Alcuni aerei raggiungono la posizione di tangenza senza alcun intervento del pilota: questo avviene in effetti su tutti i jet in aria calma. Gli aerei monomotori ad elica, proprio a causa dell effetto perturbante di quest ultima, devono quasi sempre essere aiutati da una correzione esercitando tramite la pedaliera una spinta sulla deriva. Anche in questo caso ci sono dei distinguo: alcuni richiedono poca o nulla correzione, per altri è fondamentale per poter eseguire una virata decente. Gli alianti, pur non avendo l elica, fanno caso a se poiché esigono l intervento della pedaliera per

fig.72

80

virare ma questo è imposto dalla loro struttura con l ala di dimensioni esagerate rispetto alla fusoliera: più avanti vedremo meglio gli effetti secondari della virata e ci aiuteranno a capire il perché. Nella simulazione con il Flight Simulator l azione di correzione con la pedaliera viene automaticamente applicata dal software quando si seleziona la condizione Aircraft Realism Setting Autorudder Deselezionandola, bisogna intervenire con la pedaliera per mantenere l aereo nella corretta traiettoria. Dall esame delle forze contrapposte si evidenzia un altro fatto importante: la componente verticale della portanza, che si contrappone al peso, è diminuita ed è inferiore a quest ultimo (vedasi fig.60). Ciò provoca uno squilibrio che porterebbe l aereo ad accelerare verso il basso acquistando una velocità verticale di discesa; se si vuole rimanere livellati si deve aumentare la portanza mediante un leggero richiamo sul volantino in modo da aumentare l angolo di incidenza e con esso il coefficiente di portanza e la portanza . In tal modo si genera un ulteriore effetto secondario: l aumento della resistenza, cui si deve contrapporre un aumento della trazione dando gas se si vuol mantenere inalterata la velocità orizzontale. Se non lo facciamo dobbiamo accettare una riduzione di velocità, cosa possibilmente da evitare a velocità relativamente basse con assetti prossimi allo stallo: uno stallo in virata diverrebbe doppiamente pericoloso perché potrebbe portare alla cosiddetta inversione degli alettoni in quanto stallerebbe prima l alettone deflesso verso il basso facendo precipitare l ala alta originando una non gradevole vite . Da tutto questo deriva l insegnamento che non si devono tentare virate con accentuato angolo di rollio a velocità anemometriche basse e che in ogni caso occorre mantenere la velocità costante aumentando la trazione del motore: se non ce ne fosse la possibilità meglio picchiare leggermente, sempre che la quota lo permetta . Non c è una ricetta univoca per mantenere un aereo in virata: il Flight Simulator non è sempre veritiero nel riprodurre la realtà. In molti aerei, una volta inseriti in virata, si riporta il volantino al centro e la stessa prosegue finché si esegue la contromanovra. In altri occorre persistere a mantenere il volantino ruotato. Dipende dalla conformazione aerodinamica dell aereo e segnatamente dalla posizione dell ala rispetto alla fusoliera, dal profilo alare, dal diedro ( di questo parleremo fra poco). La regola sul Flight Simulator, come nella realtà, sarà quella di imparare a conoscere le reazioni dell aereo e saperle prevenire: in linea di massima per mantenersi in virata si dovrà mantenere ruotato il volantino, per uscirne si dovrà rimetterlo al centro od eseguire una piccola contromanovra ruotandolo dalla parte opposta. In seguito tutto diverrà così istintivo che non percepirete la manovra che avrete compiuto a meno che non ci facciate ogni volta mente locale.

Diedro alare . Il diedro alare è quell angolo che fanno le semiali rispetto ad un piano che passa per l asse longitudinale: più di ogni spiegazione parla la figura.

fig.73 Solitamente il diedro ha funzione stabilizzante. Una spiegazione che tende a semplificare le cose ma che fornisce un idea su quello che accade è questa: abbassando un ala la proiezione della sua

81

superficie sul piano orizzontale aumenta rispetto all altra che, per contro, diminuisce. La portanza dell ala abbassata aumenta e riporta l aereo in equilibrio orizzontale. Come avrete già notato, nel volo ogni azione ha il suo rovescio: un po come le medicine che fanno bene da una parte e fanno male (poco o tanto) dall altro. Elenchiamo gli effetti collaterali del diedro alare. - Rollio indotto : agendo sulla pedaliera, si sposta il muso nella direzione ove si è spinto il piede. L aereo ruota intorno al suo asse di imbardata ed un ala avanza nella direzione del moto mentre l altra retrocede. La velocità dell ala avanzante aumenta perché si somma alla velocità di avanzamento, quella dell ala retrocedente diminuisce perché la velocità si sottrae. Per la diversa velocità delle due ali una acquista in portanza, l altra ne perde. Ne consegue che un ala tende ad alzarsi, l altra ad abbassarsi esattamente come succederebbe se avessimo agito sugli alettoni. Questo fenomeno è momentaneo poiché cessata la velocità angolare di imbardata le due semiali tornerebbero a velocità uguali. Esiste però il diedro. L avanzamento della semiala oltre ad aumentarne la velocità aumenta l incidenza della stessa mentre diminuisce quella dell altra.

fig.74 Effettivamente con la figura è arduo restituire e far comprendere quello che accade in realtà perché e difficile dare l effetto spaziale: se volete comprenderlo bene dovete ritagliare un cartoncino a forma di ala, dargli un diedro e metterlo su un tavolo: con una matita simulate un aria che viaggia angolata di 20° rispetto all asse longitudinale dell aereo. Forse riuscirete a visualizzarlo meglio; se no, è garantito che l effetto esiste. Per l aumento dell incidenza,in definitiva del CP, aiutato dal transitorio effetto della variazione di velocità, lo sbilanciamento delle ali comincia ora ad essere ad essere importante e si ottiene rollio di tutto rispetto che viene chiamato rollio indotto (dalla spedalata). L aereo comincia una virata.. Effetto secondario del rollio indotto. La maggiore incidenza ( e, transitoriamente, velocità) dell ala avanzante ne fa aumentare la resistenza mentre diminuisce quell ala dell ala opposta dove incidenza e velocità diminuiscono. Anche qui nasce una coppia raddrizzante che tende a far ruotare l aereo nel senso contrario a quello della virata . Quest effetto raddrizzante può far piacere perché è particolarmente apprezzato per stabilizzare l aereo quando un qualsiasi fenomeno tende a farlo ruotare involontariamente intorno all asse di imbardata. I due effetti hanno conseguenze diverse a seconda delle architetture degli aerei. Analizzando queste ultime si può constatare che i progettisti fanno il dovuto uso dell effetto diedro a secondo delle categorie degli aerei : negli acrobatici (CAP,Sukoi ,Extra ecc. ) , dove il pilota non

82

ha nessun interesse che l aereo si autostabilizzi o abbia comportamenti non voluti da lui stesso, il diedro è zero. Negli aerei da turismo il diedro in alcuni casi è anche molto accentuato, (nel Baron è di 6°). Vale la pena di ricordare un velivolo da turismo degli anni cinquanta progettato da Stefanutti (il Grifo S1001) che venne assemblato con un diedro che raggiungeva gli 8° per accentuare la stabilità di rotta poiché quel velivolo, battezzato l Angelo dei Bimbi dai due piloti Bonzi e Lualdi , avrebbe traversato l Atlantico del Sud senza scalo, senza radio e senza autopilota . Due cose da aggiungere sull argomento : - la freccia alare negli aerei a reazione è sostitutiva del diedro e certe volte l effetto di freccia molto marcata è tale che deve essere attenuato con l inserimento di un diedro negativo (ne sono esempio alcuni bombardieri a reazione russi degli anni 60 poi convertiti in aerei di linea, ad esempio il TU117). - gli aerei ad ala alta (vedasi Cessna) non necessitano di diedro o comunque ne hanno bisogno di molto poco perché il baricentro e la fusoliera posti in basso sono stabilizzanti .

Rammentiamo per ultima quella particolare condizione di volo chiamata ballo olandese

(sembra che gli olandesi usassero ballare dimenando il sedere di qua e di la) in cui l aereo, sottoposto a energica azione di timone, incomincia un rollio ed una virata finché interviene l azione stabilizzante del diedro che lo fa ritornare nella posizione precedente con tendenza ad oltrepassarla, anche di molto, in senso contrario. Nasce una specie di scodinzolamento che può esaltarsi invece di smorzarsi: tra i primi liner a reazione, ne fecero le spese i prototipi del B707; ci furono incidenti nei cicli di collaudo, finché i progettisti non intervennero maggiorando le superfici di coda. Visto che abbiamo accennato alla freccia alare concludiamo il discorso su di lei.

Freccia alare Se si guarda un piano alare in pianta si può apprezzare se l andamento dello stesso è più o meno proiettato all indietro. L angolo di inclinazione all indietro si chiama freccia alare. Anche in questo caso il disegno parla più che le parole:

fig.75 Per definizione la freccia è quell angolo che la linea che passa per i centri aerodinamici

(ovvero per il 25% della corda) fa con l asse traverso dell aereo.

Tra le sorprese c è che l ala raffigurata in seconda posizione non ha freccia e quella in terza ha freccia verso l avanti, cioè negativa.

83

Per finire: ci sono aerei che hanno ali freccia decrescente ( l F4 , il vecchio bombardiere della RAF Scimitar ), ci sono aerei che hanno freccia variabile,(l F14, il Tornado)

Sottovento (downwind) Continuiamo a percorrere il tratto di contro base per un minuto, dopodiché viriamo ancora per 90°a destra (virata di sottovento) per percorrere il tratto di sottovento. Il nome di questo tratto origina dal fatto che è percorso in senso contrario alla direzione di atterraggio, e siccome si atterra col vento in faccia, nel tratto in questione ce lo troveremo sulla schiena cioè saremo sotto il vento. Esiste anche una posizione detta di sopra vento ed è parallela al sottovento solo che è situata dalla parte opposta rispetto all asse pista rispetto a quest ultima. Volando in sottovento compiremo la prima parte a quota e velocità costante: daremo frequenti occhiate a destra per constatare i nostri progressi rispetto alla pista ( rammentiamo che stiamo eseguendo un circuito destro, se lo eseguissimo sinistro lo sguardo andrebbe a sinistra). Quando saremo arrivati al traverso della soglia pista cominceremo a far qualche cosa per rallentare l aereo Un attimo di attenzione: stiamo proponendo una manovra ortodossa come viene insegnata in numerose scuole di volo; quando sarete esperti potrete impostare l inizio del rallentamento più avanti e così pure tutte le altre azioni che ad esso seguono. Per ora procediamo da buoni padri di famiglia. Per rallentare tiriamo indietro la manetta cercando di non perdere quota tirando a noi leggermente ed in modo continuo il volantino onde compensare, nella formula della portanza, con l aumentata incidenza la minore velocità dovuta alla diminuzione di trazione ed aumento del coefficiente di resistenza. Mentre eseguiamo questa richiamata, il nostro occhio vagherà dall altimetro, al variometro all anemometro: i primi due dovranno rimanere fermi, l anemometro decrescerà fino ad arrivare alla velocità alla quale potremo cominciare ad estrarre una prima tacca di flap. L assetto dell aereo sarà già mutato diminuendo velocità: avrete il muso rivolto più in su di prima. L estrazione del flap sul Cessna accentua questo assetto. Non tutti gli aerei si comportano così ma per ora non analizziamo il perché di questo comportamento: ne prendiamo solo atto e cerchiamo di correggerlo agendo sul volantino con una leggerissima pressione a picchiare. Quando saremo ristabilizzati si dovrà mettere mano ai trim (a picchiare) per alleggerire la pressione del volantino. L occhio sull anemometro vi dirà che la velocità cala ulteriormente: è il momento di ridare gas spostando la manetta ( piano!) in avanti finché la velocità ritornerà sugli 80 nodi. E evidente che tutte queste manovre dovranno essere fatte contemporaneamente; al principio sarà dura ma col tempo si eseguiranno senza accorgersene. Quanto sopra vale per aerei a carrello fisso ed elica a passo fisso. Nel caso si abbia un aereo a carrello retrattile è l ora di abbassarlo compensando l ulteriore maggiore resistenza con un leggero aumento del gas. Si tratta ora di sapere quando si dovrà virare per immettersi nel tratto di base. Sugli aerei reali, alcune scuole di volo praticano una regoletta molto semplice: si va avanti finché, a partire dalla soglia pista, non sono trascorse tre corde alari ovvero, quando si è passati al traverso della testata pista, si guarda di fianco e lascia allontanare quel punto di uno spazio uguale alle tre grandezze di ala.

84

fig.79 Dalla figura soprastante potrete anche osservare un altro trucchetto per mantenerci alla giusta distanza dalla pista: è quello di far scorrere la punta dell ala sul lato della pista rivolto a noi. Tutto questo è agevolmente fatto con un aereo ad ala bassa e nella realtà: nella nostra realtà virtuale, con un aereo ad ala alta, la faccenda non è possibile. Altri prescrivono che la virata debba essere effettuata quando si vede la testata pista a 45° verso il retro dell aereo. Ciò torna comodo nel Flight Simulator e negli aerei ad ala alta.: Si può anche far scorrere il tempo. Eravamo stabilizzati sugli 80 nodi il che vuol di fare 1,3 miglia al minuto. Lasciamo passare due minuti e saremo a 2,6 miglia distanza sufficiente per eseguire la nostra virata ( tutto questo se non vi sono limitazioni che impongono di accorciare il circuito, ripetiamo che quelle esposte sono regole generali che possono essere contraddette dai fattori contingenti).

Base Questa distanza dalla testata pista ci consentirà di eseguire il tratto di base ancora alla quota di 1000 piedi in modo da poter prendere meglio le misure quando saremo nel tratto finale. Se avessimo virato prima saremmo forse nella necessità di iniziare la discesa nel tratto di base; non è che non si faccia, anzi col tempo si farà solo così, ma faremo le cose con maggior calma seguendo il metodo dei due minuti. Mentre si percorre la base sarà bene dare frequenti occhiate sulla destra aiutandosi o con i tasti sul volantino oppure col pad della tastiera premendo shift-6 per guardare a 90° e shift-9 per guardare a 45°( io consiglio sempre, quando si vola in VFR di utilizzare il pannello virtuale che ormai in certi aerei addon ha raggiunto la precisione del pannello 2D ma che consente una visione circolare continua riproducendo, con le dovute limitazioni, la visione a disposizione del pilota reale).

Quando la testata pista sarà attorno ai 45 gradi sulla nostra destra sarà ora di compiere la virata finale (anche qui è necessario farsi l occhio perché l opportunità di virare un po prima o un po dopo varia di volta in volta ). In alternativa potremo prefiggerci dei traguardi sul terreno: si deve tener ben presente che il volo a vista è tale perché presuppone che vengano reperiti dei punti cospicui sulla superficie. Così fanno la totalità dei piloti che sono usi fare il circuito del proprio campo. Nel FS9 di default è cosa abbastanza problematica trovare questi punti ma esistono per molti aeroporti ottimi addon che potranno aiutarci grandemente nel reperimento di questi punti. Per citarne uno, l aeroporto di Orio al Serio con direzione di decollo dalla pista principale per 286,° serve benissimo ad impratichirsi del giro campo in quanto la presenza dell autostrada che scorre parallela e poco distante dalla pista ci da un riferimento comodo da non oltrepassare nel tratto di base. Anche qui l orientamento della pista è circa per ovest per cui ogni virata ci porterà con la prua vicino ad un punto cardinale e le colline sistemate intorno ci daranno dei precisi riferimenti su cui puntare nelle varie tratte; inoltre la pista è molto lunga e adatta a correggere atterraggi lunghi.

85

fig.80

Altro addon che si presta benissimo è quello che riproduce il già più volte citato Bresso. Ribadendo il concetto del volo a vista ripetiamo che ogni aeroporto ha i suoi punti ben conosciuti dai piloti: la cascina di Alzate, il lago di Corgeno a Vergiate, il Seminario di Venegono, il condominio di Biella e via di questo passo.

Discesa e finale La discesa si ottiene diminuendo la portanza onde squilibrare inizialmente verso il basso l aereo per fargli subito dopo riprendere l equilibrio nel sentiero di discesa (fig.81 ). Differenza sostanziale dalla salita è rappresentato dal fatto che la componente del peso che agisce ortogonalmente alla portanza non si aggiunge alla resistenza ma alla trazione. Anzi si può sostituire completamente alla stessa nel caso del veleggiatore che scende in volo librato. Oppure si può aggiungere alla trazione ed in questo caso la trazione complessiva può assumere valori elevatissimi tali da fare aumentare di molto la velocità che possono per questo portare a situazioni pericolose per la struttura per cui è bene andare cauti nel dosaggio del gas. Come si inizia praticamente la discesa? Innanzi tutto occorre conoscere bene la velocità orizzontale che dovremo tenere in discesa e per questo ci si deve rivolgere ai manuali degli aerei. Avendo estratto già in sottovento la prima tacca di

fig.81 flap ad un certo punto estrarremo le successive. Tutte queste estrazioni comportano un aumento della resistenza aerodinamica ed uno squilibrio nel senso longitudinale che correggeremo con volantino e trim di profondità. L aumento della resistenza comporta una prima riduzione di velocità. Diminuendo progressivamente il gas la diminuiremo ancora se si avrà l accortezza di non perdere quota tirando

86

progressivamente il volantino. Raggiunta la velocità desiderata si continua a ridurre gas ma non ci si preoccupa ulteriormente di tirare il volantino per mantenere quota: si lascia andare l aereo che incomincerà a scendere. Da questo momento si seguirà questa regola: - per aumentare o diminuire la pendenza della traiettoria di discesa si agisce sul gas dando o togliendo manetta. - per mantenere la velocità si agisce sul volantino spingendolo in avanti quando la velocità tende a

diminuire, indietro quando tende ad aumentare.

fig.82

La traiettoria di discesa ci dovrà indirizzare sul punto di mira che sarà un punto virtuale posto prima della soglia pista ma non molto discosto da essa. Usando il Cessa 172 la velocità della parte iniziale del finale (lungo finale) potrebbe essere di 70kt, si dovrà scendere fino a raggiungere i 64kt nella parte successiva ( corto finale ) e 61 intorno alla toccata.

fig.83 La pista, se la planata è corretta dovrebbe ingrandirsi gradualmente rimanendo inalterata nella

87

fig.84 forma conservando gli angoli uguali fra i tratti che la delimitano, un po come nella progressione indicata in figura.

Atterraggio Pervenuti a circa 100 piedi da terra, essendo ancora indirizzati correttamente sul punto di mira, si comincerà una leggerissima cabrata tirando progressivamente il volantino. Si inizia la manovra che gli anglosassoni sintetizzano col temine flare, noi possiamo chiamarla richiamata.

fig.85 Si deve in sostanza passare da una traiettoria inclinata ad una orizzontale parallela e possibilmente coincidente con il piano della pista La manovra corretta, secondo gli standard internazionali, dovrebbe veder passare l aereo 50 piedi sopra il rastrello di inizio pista. Al termine del flare l aereo deve essere in una posizione parallela alla pista fino a coincidere con la stessa. Ci sono due modi per farlo, diceva il Manetti: quello di atterrare e quello di venire a terra e quando lo diceva si sentiva un filo di sarcasmo nel pronunciare venire a terra : Cominciamo con quest ultimo: la nostra manovra deve portare l aereo con le tre ruote parallele a terra con la quale dovranno possibilmente coincidere alla fine del flare. In questo modo avremo una velocità ancora elevata che ci costringerà ad usare parecchio i freni e richiederà una corsa di arresto abbastanza lunga. Atterrare, viceversa, vuol dire portare l aereo ad una distanza da terra dai trenta ai cinquanta centimetri, tirare progressivamente il volantino fino a raggiungere un assetto prossimo a quello di stallo ed attendere che la velocità diminuisca finché arrivati alla velocità di stallo l aereo sprofonda fino a toccare terra; fatto ciò si può proseguire nell assetto cabrato finché si riesce a sostenere aerodinamicamente l aereo e poi si abbassa il muso e si comincia ad agire sui freni

88

fig.86 Effettivamente non è una manovra facile da fare, specialmente col simulatore: bisogna acquisire un gran occhio ed è difficile valutare la effettiva distanza del carrello da terra. E comunque tenuta in gran conto dai vecchi istruttori i quali ricordano ancora gli atterraggi con i carrelli tricicli col ruotino posteriore che dovevano, secondo la prassi, toccare sui tre punti contemporaneamente. E in effetti una manovra che a causa della grande resistenza provocata dall assetto fortemente cabrato permette di smaltire molta velocità con i mezzi aerodinamici anziché con i freni. La corsa di rullaggio prima dell arresto è più breve.

Come sempre c è il rovescio della medaglia. Nell ambito delle aerolinee dove gli aerei sono per lo più jet, alcuni comandanti istruttori dell Alitalia ci hanno detto che i piloti di aerolinea maggiormente sanno usare questa tecnica ci sono gli italiani, gli spagnoli ed i greci. Sembra però che i costruttori degli aeromobili non condividano l entusiasmo per questo tipo di atterraggio perché a loro dire il flare prolungato porta a mangiare troppa pista e ritengono molto più efficace un toccata quasi in linea di volo seguita da una efficace inversione di spinta e successiva frenata sulle ruote.

Il rullaggio comporta l uso dei freni per fermare l aereo: i freni dovranno essere usati progressivamente e non violentemente per non appesantire troppo lo sforzo sul carrello anteriore o , nel caso di aerei col carrello posteriore, non arrivare alla capottata. Tutto quanto spiegato rappresenta una situazione teorica cui bisognerebbe avvicinarsi: come ho già fatto rilevare ci sono circostanze che impongono cambiamenti alla regola generale e pertanto la pratica virtuale, provando e riprovando, consentirà di acquisire sicurezza e rapidità nello svolgere tutte le manovre. Si raccomanda di usare inizialmente sempre lo stesso tipo di aereo.

89

pagina lasciata intenzionalmente in bianco

This document was created with Win2PDF available at http://www.daneprairie.com.The unregistered version of Win2PDF is for evaluation or non-commercial use only.