Strumenti di Bordo

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Strumenti di Bordo

Postby Giacomo Adami » 23 October 2015, 12:42

Quando si è seduti in aereo, probabilmente noterete sei strumenti di volo di fronte a voi.

La tipica disposizione di questi strumenti è la seguente:
1)Anemometro;
2)Orizzonte artificiale
3)Altimetro;
4)Coordinatore di virata;
5)Girodirezionale;
6)Variometro

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Anemometro

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L'anemometro misura la differenza tra la pressione statica, rilevata attraverso una o più prese statiche e la pressione totale rilevata attraverso il tubo di pitot , fornendo un'indicazione della velocità dell'aeromobile in relazione alla massa d'aria che sta attraversando.

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Lo strumento presenta 3 archi di vari colori:
-l'arco bianco(utilizzo massimo per flaps e carrello);
-l'arco verde(velocità di crociera operativa dell'aeromobile);
-l'arco giallo(velocità dell'aeromobile in aria calma).

All'estremità dell'arco giallo è indicata una linea rossa(Vne) che indica la velocità massima strutturale dell'aeromobile. La velocità indicata dall'anemometro(IAS) è in genere diversa da quella vera(TAS), perché dipende dalla pressione e quindi anche dalla temperatura.Tuttavia le velocità caratteristiche dell'aereo(velocità massima, velocità di stallo, ecc.) sono sempre riferite alla velocità indicata.

Ovviamente l'anemometro non può misurare la velocità al suolo(Gs o Grund Speed) che dipende dalla velocità e dalla provenienza del vento.

Vspeeds

-VS0_Velocità di stallo o velocità minima in configurazione di atterraggio, carrello e flap estesi e peso massimo all'atterraggio.
-VS_Velocità di stallo o velocità minima costante alla quale il velivolo è ancora controllabile.
-VFE_Velocità massima con flap estesi
-VNO_Velocità massima per normali operazioni
-VNE_Velocità massima strutturale
-VREF_Velocità di riferimento per l'atterraggio, di solito si calcola moltiplicando la Vso per 1,3
-Vx_Velocità che consente il massimo angolo di salita.
-Vy_Velocità che consente la massima velocità ascensionale
-Vle_Velocità massima con il carrelo di atterraggio esteso.

Principali velocità utilizzate nel campo aeronautico
IAS(Indicated Air Speed)- è la velocità che si legge direttamente sull'anemometro e ad essa sono riferite tutte le velocità caratteristiche del velivolo.
CAS(Calibrated Air Speed)- è la IAS corretta dell'errore di posizione e dello strumento.
TAS(True Air Speed)-è la velocità vera del velivolo riferita alla massa d'aria nella quale l'aero si muove . In assenza di vento è uguale alla GS. Si indica come velocità di crociera quando si compila un piano di volo.
GS(Ground Spees)-è la velocità del velivolo rispetto al suolo. In altre parole è la TAS corretta della componente longitudinale del vento.

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Orizzonte artificiale(o indicatore di assetto)
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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. Il pilota ha le indicazione dell'assetto longitudinale per calcolare l'inclinazione laterale, cioè il valore angolare di rollio o "angolo di bank" in virata, evidenziando delle tacche bianche sul semicerchio azzurro(i valori indicano le virate di 30°-45°-60°-80°-90°). Le indicazioni di assetto trasversale servono per stimare il beccheggio "pitch" del velivolo, cioè la cabrata(col muso in alto) e la picchiata(col muso in basso); i valori in gradi indicano il pitch di 5°/10°. In base al tipo di assetto, il puntino e i due segmenti gialli orizzontali che rappresentano l'ultraleggero, tendono a sovrapporre la sfera dipinta il due parti(semicerchio superiore in azzurro per indicare il cielo e semicerchio inferiore marrone ad indicare il suolo). Il pomello "PULL TO CAGE" deve essere tirato indietro al momento della accensione delle utenze elettriche per evitare il danneggiamento degli ingranaggi interni dello strumento, durante l'allineamento automatico iniziale. Tale indicatore è utilizzato nel volo strumentale(IFR).

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L'altimetro

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L’altimetro non è altro che un barometro aneroide le cui misurazioni della pressione atmosferica vengono trasformate in letture di quota, solitamente espresse in piedi (1 piede = 33,33 cm). Lo strumento è costituito da una cassa a tenuta stagna collegata all’esterno con una presa statica. All’interno della cassa si trova la nostra capsula aneroide, ermeticamente chiusa.

Al suo interno si trova una piccolissima molla che spinge contro le pareti allo scopo di mantenere la capsula nella sua posizione di riposo. Lo strumento e quindi la molla all’interno della capsula vengono tarati in laboratorio durante la loro costruzione. La taratura vine eseguita in modo tale che lo strumento segni zero quando si trova in condizioni di aria a livello del mare.

Quando l’aereo prende quota, la pressione della cassa diminuisce e di conseguenza la capsula aneroide si dilata e la lancetta inizia a segnalare un aumento di quota. L’esatto inverso succede nel caso in cui l’aereo inizia a scendere. Anche in questo caso le indicazioni dello strumento e della sua lancetta sono possibili grazie ad un insieme di piccole leve ed ingranaggi capaci di traslare le compressioni o le dilatazioni della capsula in un movimento circolare della lancetta stessa.

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SETTAGGIO DEGLI ALTIMETRI

I tre tipi di settaggio, noti a livello internazionale, vengono identificati con le voci del "CODICE Q" e sono: QFE-QNH-QNE.

QFE: pressione in aria vera esistente sulla superficie della pista. Al suolo le lancette devono essere regolate sullo 0 in modo tale da indicare in volo l'altezza del velivolo rispetto alla superficie della pista(valore comunemente ricordato dai piloti "Quota Filo Erba". Il volo appunto è condotto per altezze.

QNH: Il QNH è un codice usato dai piloti, dai controllori del traffico aereo e da alcune stazioni meteorologiche per riferirsi alla pressione atmosferica ultima misurata (QFE) e successivamente traslata al livello medio del mare (MSL - medium sea livel) mediante la relazione di un ettopascal ogni 27 piedi.

Se, ad esempio, una stazione situata a 270 piedi sul livello del mare misura una pressione atmosferica (quindi un QFE) pari a 1000 hPa, il QNH ricavato da quella stazione sarà 1010 hPa.

Inserendo questo valore nell'apposita finestra dell'altimetro di bordo, questo indicherà (con una minima approssimazione) zero al livello del mare, l'elevazione dell'aeroporto in questione quando sulla pista e l'altitudine dell'aeromobile quando è in volo, anche se il dato può ritenersi attendibile solo nelle vicinanze della stazione che lo ha misurato.

Volare per altitudini può essere comodo nelle brevi tratte e alle basse quote per separarsi dagli ostacoli al suolo, la cui elevazione è indicata sulle mappe appunto rispetto al livello del mare; se usato per la navigazione richiederebbe però di essere aggiornato di frequente nel corso del volo al valore della stazione più vicina.

Per questo il traffico aereo di linea e militare utilizza l'altitudine di transizione, un'altitudine prefissata che varia a seconda del Paese: al di sotto di essa, ogni altitudine si riferisce al QNH locale, al di sopra invece ci si riferisce alla pressione standard (1013,25 hPa/mbar ovvero 29,92 pollici di mercurio) e le altitudini vengono definite livelli di volo (flight levels).

QNE: Quando si vola a quote tali che gli ostacoli al suolo non costituiscono più un problema, la necessità diventa quella di separarsi dagli altri aeromobili e quindi gli altimetri vengono regolati sulla pressione standard di 1013,25 hPa.

Tale valore rappresenta la pressione atmosferica al livello del mare in quella che l'ICAO ha definito atmosfera standard internazionale.
Quando utilizzano il regolaggio altimetrico standard, gli aeromobili volano per livelli di volo e l'isobara 1013,25 hPa costituisce il livello di volo zero.
Il regolaggio standard viene chiamato QNE. Ricordiamo che il QNE non è un valore di pressione, bensì un valore di livello isobarometrico (livello di volo o FL flight level).

Alle basse quote si utilizza il QNH per separarsi dagli ostacoli, ma il QNH è un valore approssimato. Vi sono aeroporti (come quello di Città del Messico, ad esempio), la cui elevazione è tale da non poter più considerare accettabile tale approssimazione.

Si tiene allora vicino alla pista un altimetro regolato su 1013,25 hPa e si legge la quota indicata: tale quota è il QNE. Il pilota in atterraggio manterrà il regolaggio standard, dato che il QNH non è attendibile, e informato del QNE saprà quale quota l'altimetro di bordo dovrà indicare una volta al suolo; una rapida sottrazione rivelerà la quota dell'aereo; un po' più macchinoso, ma molto più preciso.

Coordinatore di virata

Due strumenti riuniti in uno solo. Detto anche VIROMETRO o VIROSBANDOMETRO, il coordinatore di virata è alimentato elettricamente dal giroscopio ed indica la velocità angolare di virata nel piano orizzontale(velocità di variazione della prua.

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La velocità angolare si calcola in gradi al secondo(virata standard 3°/sec.) 360°/3°=120 secondi( 2 minuti per fare un giro di 360°).

-SBANDOMETRO A PALLINA: è semplicemente una livella. Al centro vi è inserita una sfera immersa nel liquido che serve a smorzare l'oscillazione. Questo strumento indica al pilota il coordinamento dei comandi di volo. Quando la pallina è al centro i comandi sono perfettamente coordinati. Se la pallina si sposta a destra(R) o a sinistra(L) della scala. bisogna compensare con la pressione sulla pedaliera nello stesso lato della pallina per riportarla al centro, oppure inclinare di meno l'ala. Una regola da tenere sempre presente è: piede schiaccia pallina.

Girodirezionale

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Il girodirezionale è uno strumento giroscopico utilizzato per la navigazione che unisce i vantaggi della girobussola e della bussola magnetica.
È composto da un giroscopio con asse diretto verso una direzione prefissata, generalmente il nord magnetico o il nord geografico, e da una valvola di flusso, posta in una posizione remota in modo da essere influenzata il meno possibile da elementi ferrosi dell'aereo.

Durante le manovre l'inerzia giroscopica della girobussola mantiene precisa l'indicazione dello strumento, a differenza di quanto farebbe una bussola magnetica, soggetta alle inerzie della manovra, mentre nel lungo periodo la precessione del giroscopio, apparente o reale, viene corretta dall'indicazione della valvola di flusso.
In questo modo il pilota ha un'indicazione precisa della direzione durante le manovre e non deve correggere la girobussola ogni 15 minuti come previsto dalle normative.

Variometro

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E' uno strumento di volo a capsula (come l'altimetro e l'anemometro) installato a bordo degli aeromobili.
Il variometro indica la componente verticale della velocità dell'aeromobile (velocità ascensionale/discensionale, velocità di salita/discesa) espressa in centinaia o migliaia di piedi al minuto, ft/min (o in metri al secondo sugli alianti), fornendo quindi al pilota informazioni sul moto verticale (variazione di quota nel tempo) del velivolo.

La capsula aneroide che è contenuta nella cassa rigida dello strumento (cassa a tenuta stagna) è collegata all’esterno attraverso la presa statica. La cassa rigida possiede un piccolissimo foro, di diametro capillare, che permette una comunicazione con la presa statica stessa. A sua volta la capsula aneroide è collegata all’indice (lancetta) dello strumento tramite una complessa combinazione di leve ed ingranaggi che trasferiscono il moto rettilineo di contrazione e dilatazione della capsula in moto rotatorio all’indice.

Quando l’aereo si trova parcheggiato a terra o quando vola a quota costante la pressione esistente all’interno della capsula è pari alla pressione atmosferica esterna (pressione quest’ultima portata dalla presa statica). Essendo parificate le due pressioni l’indice dello strumento segna zero. Invece, nel momento in cui l’aereo inizia a salire e quindi guadagnare quota, la pressione statica che si trova all’interno della capsula aneroide diminuisce.

Anche la pressione all’esterno della capsula diminuisce ma molto più lentamente. La differenza di pressione che si viene quindi a creare viene misurata dallo strumento, indicando un aumento del rateo di salita. La stessa cosa avviene, ma all’inverso, nel caso in cui l’aereo inizia a scendere. Sostanzialmente è la differenza di pressione che si viene a creare tra l’interno e l’esterno della capsula che viene misurata dal variometro.

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