Utente:Alexazc/Sandbox

Per strumentazione di bordo si intende l'insieme di tutti gli strumenti a disposizione dei piloti, utili a fornire tutte le indicazioni necessarie alla conduzione e la gestione di un aeromobile.

Sebbene gli strumenti adibiti a fornire le indicazioni fondamentali, al fine di raggiungere una certa standardizzazione, sono stati disposti in un ordine ben preciso comune alla maggior parte

delle cabine di pilotaggio, la strumentazione necessaria varia in base alla tipologia di volo.

Le Regole del volo a vista (VFR) richiedono:

• Anemometro per l'indicazione di velocità;
• Altimetro per l'indicazione dell'altitudine;

• Direzionale o Girodirezionale, per l'indicazione della direzione;

Le Regole del volo strumentale (IFR) in aggiunta richiedono anche:

• Orizzonte artificiale;

---dopodiché approfondisco gli argomenti---

I differenti tipi di strumenti

I 4 strumenti di base disposti a "T", completati in basso a destra dal variometro e in basso a sinistra dall'indicatore di virata

Bussola magnetica

La bussola mostra l'angolo di "prua" del velivolo rispetto al nord magnetico. Fornisce indicazioni corrette solamente in volo rettilineo livellato, dato che in caso di virata, salita, discesa, accelerazione o decelerazione è influenzata dall'inclinazione relativamente al campo magnetico terrestre e dalle forze d'inerzia che agiscono sui suoi componenti. Per questo motivo si usa anche la girobussola (o direzionale).

Strumenti aerodinamici (o a capsula )

Altimetro

L'altimetro mostra l'altitudine del velivolo confrontando la pressione all'interno di una capsula aneroide contenuta nell'altimetro con la pressione atmosferica ottenuta dall'impianto delle prese statiche. Può essere regolato con la effettiva pressione barometrica locale in modo da ottenere una lettura più precisa dell'altitudine.

Quando l'aereo sale, la capsula aneroide si espande, dal momento che diminuisce la pressione statica. Al contrario, durante la discesa, la pressione statica aumenta e la capsula si ricomprime.

Anemometro

L'anemometro indica la velocità del velivolo (generalmente in nodi) rispetto all'aria circostante. Si basa sulla misura della pressione dinamica ottenuta dai tubi di Pitot.

Variometro

Il variometro misura la velocità verticale del velivolo (in piedi per minuto o metri al secondo) in base alla variazione della pressione statica.

Strumenti giroscopici

Girobussola

La girobussola (anche nota come girodirezionale o semplicemente direzionale), mostra la rotta del velivolo rispetto al nord geografico. Rispetto alla bussola magnetica, ha il vantaggio di indicare il nord geografico (invece del polo nord magnetico) e di essere insensibile ai disturbi prodotti da campi magnetici perturbanti o forze d'inerzia, mentre come svantaggio richiede la presenza di un motore per mettere e mantenere in rotazione un rotore ed è soggetta ad un effetto chiamato precessione e deve essere periodicamente riallineata usando una bussola magnetica. Sugli aerei più recenti è sostituita da un indicatore della situazione orizzontale (HSI).

====Orizzonte artificiale==== (?)

L'orizzonte artificiale, detto anche indicatore di assetto, è uno strumento giroscopico che permette di conoscere l'assetto di un aeroplano anche in condizioni di bassa visibilità e di notte. È quindi indispensable per il volo strumentale come indicazione per il beccheggio e per il rollio. Infatti, a causa della rotazione terrestre, del moto dell’aereo sulla superficie terrestre, l’asse del giroscopio, montato su di un aereo disposto con l’asse di spin inizialmente nella direzione della verticale locale, è incapace di mantenere nel tempo tale direzione. Quindi si rende necessario l’inseguimento della verticale, in quanto la sua direzione cambia continuamente, rispetto a una terna inerziale, a causa della velocità di rotazione terrestre w e per il moto dell’aereo. Si richiede durante il volo un aggiustamento continuo dell’asse, in modo da neutralizzare gli effetti del moto apparente e di variazione della verticale geografica, legata allo spostamento del velivolo, allo scopo di far coincidere istante per istante l’asse di spin con la verticale locale. Il pilota però deve fare attenzione a non focalizzare tutta l'attenzione su questo strumento, le cui informazioni devono invece essere continuamente confrontate con quelle dell'anemometro, dell'altimetro e del direzionale.

Le indicazioni sul quadrante sono date da una barra che si dice stabilizzata nel piano dell’orizzonte vero da un giroscopio con tre gradi di libertà e da una sagomina d’aeroplano solidale col velivolo. La lettura dello strumento è ad interpretazione diretta, e poiché la sagomina è fissa alla cassa dello strumento, essa si muove in modo solidale al velivolo, mentre la barra dell’orizzonte, essendo stabilizzata dal giroscopio, rimane parallela all’orizzonte vero locale. Per la proprietà dell’inerzia giroscopica, la barra tende a conservare il parallelismo con l’orizzonte vero, per questo la posizione della sagomina rispetto alla barra indica al pilota l’assetto del velivolo. Lo strumento utilizza un giroscopio controllato dalla forza di gravità, con il rotore rotante intorno all’asse verticale X-X, e affidato ad un sistema di sospensione cardanica tale da permettere al giroscopio stesso libertà di rollio, di picchiata e di cabrata. Il sistema di sospensione cardanica è così costituito: Il cerchio interno è imperniato lateralmente nella direzione Y-Y sul cerchio esterno il quale, a sua volta, è imperniato secondo l’asse longitudinale Z-Z del velivolo. I perni del cerchio esterno sono sopportati dalla cassa dello strumento, e quindi dal velivolo, e inoltre il perno anteriore poggia sul vetro del quadrante dello strumento. In tal modo, una variazione dell’assetto longitudinale del velivolo fa ruotare la cassa dello strumento, cioè il supporto esterno, intorno all’asse trasversale Y-Y dell’anello interno, che è stabilizzato dall’inerzia giroscopica del rotore, mostrando la barra orizzontale muoversi verso l’alto o il basso, rispetto alla cassa dello strumento e in particolare rispetto alla sagomina che è incisa al centro del vetro del quadrante. Sul bordo del quadrante è impressa una graduazione lungo la quale, tramite un indice a 90° dalla barra, si leggono le inclinazioni trasversali dell’aeromobile mediante la rotazione della sagomina del velivolo rispetto alla barra orizzontale. L’inclinazione laterale del velivolo fa ruotare la cassa dello strumento intorno all’asse longitudinale Z-Z, mentre l’anello interno resta stabilizzato dall’inerzia giroscopica del rotore.

Virosbandometro

Questo è uno strumento doppio, formato da virometro e sbandometro. Il virometro misura la velocità della virata, esempio la virata standard di 3°/sec o 360°/2Min. Lo sbandometro è come una livella che misura l'accelerazione, nello specifico la forza centrifuga e centripeta. Il bilanciamento delle due forze porta l'aereo a virare in modo coordinato e la pallina dello strumento si trova al centro. Se una delle due forze prevale rispetto all'altra, si avranno scivolate e derapate.

Strumenti elettromagnetici

Radioaltimetro

È uno strumento che grazie alle proprietà delle onde radio di essere riflesse dalle superfici solide, calcola l'altezza dal suolo dell'aereo. Sapendo che le onde si propagano alla velocità della luce, esso calcola il tempo che passa tra l'emissione di un segnale e il ricevimento dello stesso segnale che è stato riflesso dal suolo. Con un semplice calcolo (V=S*T) si ricava la S, spazio, che in questo caso è espressa in piedi, come altezza dal suolo. Lo strumento viene largamente impiegato per gli atterraggi di precisione.

Strumenti di radio-navigazione

Radiobussola (ADF - Automatic Direction Finder)

L'ADF o Automatic Direction Finder è l'apparecchiatura di bordo che sintonizzata con una stazione a terra fornisce al pilota automaticamente la posizione della stazione stessa rispetto all'asse longitudinale dell'aereo, definita Rilevamento polare o Rilpo. Da questi ultimi si possono ricavare i famosi QDM,QDR,QTE e QUJ.

VOR (VHF Omnidirectional Range)

Lo strumento dialoga con una stazione a terra che emette 360 radiali nello spazio circostante. Dallo strumento il pilota può selezionare una di queste radiali tramite l'OBS e portare l'aereo a volare seguendo la traccia della radiale. Lo strumento fornisce inoltre le informazioni del TO (verso la stazione) e del FROM (dalla stazione). Viene di solito associato ad un DME.

RMI (Radio Magnetic Indicator)

Strumento composto dall'unione di una girobussola (direzionale) e di un ADF (Automatic Direction Finder) e pertanto possiede due indicatori a freccia che possono orientarsi contemporaneamente sia verso stazioni NDB (Non Directional Beacon) sia verso stazioni VOR (VHF Omnidirectional Range)

DME (Distance Measuring Equipment)

È uno strumento in grado di misurare la distanza che intercorre tra l'aereo e una stazione al suolo. Esso sfrutta delle onde elettromagnetiche che, conoscendone velocità (della luce) e tempo di emissione, permettono in calcolo della distanza, oltre che della ground speed e dello stimato sulla stazione. Il DME fornisce però una distanza obliqua e non al suolo. Nel punto esatto in cui si sorvola la stazione esso non segna zero, ma una distanza che è pari alla altezza tra il velivolo e la stazione a terra.

ILS (Instrument Landing System)

È un sistema di avvicinamento strumentale di precisione. Esso fornisce indicazioni sul piano verticale e orizzontale. Sul piano orizzontale indica una radiale fondamentale (simile al VOR) che è allineata alla linea di mezzeria della pista. Questo modo è detto Localizer (LLZ). Sul piano verticale indica il Glide Slope, ossia la pendenza della traiettoria di planata ottimale (3°) da seguire per raggiungere il punto di contatto sulla pista. Il pilota dispone di uno strumento con due barrette che formano una croce, una associata al LLZ e una al G/S. In base alla loro reciproca posizione il pilota può conoscere la posizione dell'aereo rispetto alla traiettoria ottimale ed andare a correggere eventuali errori.

Sistema di gestione di volo

Sistema di pilotaggio automatico (AFCS - Automatic Flight Control System)

In generale è un servomeccanismo a catena chiusa, cioè dotato di feedback. È costituito da sensori, dal computer e da elettrovalvole che, lasciando passare l'olio in pressione, muovono le superfici. Le superfici (alettoni o stabilizzatore) agiscono sul trasduttore che traduce il movimento in segnale elettrico di controreazione: il feedback. L'autopilota agisce, in genere su due assi: il roll e il pitch. L'autopilota di ultima generazione agisce anche sul motore. I sensori sono i giroscopi posti sui due assi che rilevano la variazione di velocità,e la variazione di quota. La variazione è costituita da un segnale elettrico in corrente alternata in cui la fase indica la direzione dello spostamento mentre la quantità (nell'ordine di millesimi di volt, esprime la velocità della variazione. Detto segnale viene inviato al computer che lo elabora in modo da adattarlo alla valvola elettroidraulica. Il segnale proveniente dai sensori si incontra con il segnale di controreazione, il quale è sfasato di 180° rispetto al segnale dei giroscopi, quindi la sommatoria dei due segnali viene elaborata e inviata alle valvole elettroidrauliche. Nel cockpit: il pilota può scegliere tra le diverse opzioni disponibili dal sistema AFCS. Inserendo l'A/P (autopilota) il pilota agisce sulla cloche applicando due libbre di forza (il control stick steering). Poi può scegliere il mach hold (velocità costante) oppure altitude hold (quota costante). Siccome agiscono ambedue sullo stabilizzatore non è possibile inserle entrambe. Oltre ad agire sull'asse del pitch l'A/P agisce anche sull'asse del roll per cambiare direzione, quindi l'A/P esegue una virata. Il sistema AFCS prevede l'ausilio del computer preposto alla navigazione il quale invia i segnali all'A/P per dirigersi nel luogo prescelto.

Sistemi d'allarme

Avvisatore di stallo (Stall Warning System)

L'avvisatore di stallo che uno strumento che, al sopraggiungere della incidenza di stallo, invia avvisi luminosi e/o sonori in cabina per attrarre l'attenzione del pilota. Il sistema più semplice è quello ad aletta. Quando il bordo di attacco raggiunge l'incidenza critica, o di stallo, avrà una certa posizione rispetto al flusso d'aria. Poco prima di questa posizione viene posta una aletta. Alle normali incidenze questa aletta è rivolta in basso, ma all'approssimarsi dell'incidenza critica, in punto di distacco si sposta verso l'alto e sposta l'aletta verso l'alto e attiva il circuito elettrico degli avvisatori. Solitamente gli allarmi si attivano 5-10 nodi prima del raggiungere l'incidenza critica. Si ricorda che lo stallo è funzione dell'angolo di incidenza, ma siccome vi è una condizione di reciprocità, si fa largo uso del termine velocità di stallo.

Avvisatore di prossimità del suolo

GPWS, ground proximity warning system, è un dispositivo associato ad un radar altimetro che, tra le tante funzioni, emette degli allarmi nel caso in cui il pilota scenda al di sotto di certe quote, ritenute non sicure. Fornisce inoltre, attraverso voci sintetiche, azioni evasive per evitare il pericolo di collisione con il suolo (esempio, la parola "PULL UP" indica di alzare il muso e guadagnare quota).

Dispositivo anticollisione

TCAS o ACAS (Traffic Collision Avoidance System -Airborne CAS), è un dispositivo associato al transponder e funziona con i principi del radar secondario. Esso è un grado di rilevare gli aeromobili equipaggiati con transponder modo C presenti entro un'area di scanning. I dati rilevati vengono presentati al pilota come posizione e quota dei traffici rilevati. Il pilota può quindi scegliere una corretta manovra per evitare collisioni. I sistemi TCAS moderni dispongono inoltre avvisi con voci sintetiche che suggeriscono la manovra da compiere (esempio, "Traffic, climb" indica la presenza di un traffico e si suggerisce di salire per evitarlo).

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Collegamenti esterni

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