Concetti introduttivi sulla strumentazione di bordo

Definizione di strumentazione di bordo:

«La strumentazione di bordo è tutta quella serie di strumenti a disposizione del pilota e che forniscono tutte le informazioni utili per mantenere in volo il proprio apparecchio, sulla rotta di navigazione, della relative apparecchiature di comunicazione per la gestione del traffico aereo e che consentono di interagire con il suo aereo.»

(Wikipedia)

Introduzione

Un esempio di strumentazione classica a bordo di un Cessna 172

Per questo corso si assume che si conoscano i principi base del pilotaggio degli aeroplani e dei sistemi in essi contenuti. Lo scopo è far conoscere all'ingegnere aerospaziale i sistemi utilizzati negli aeromobili moderni, come essi agiscono nell'interazione uomo-macchina per i piloti e, nella seconda parte, come avviene la progettazione di questi sofisticati apparati.

Divideremo gli strumenti a disposizione dei piloti in queste categorie:

• Strumenti di volo: tutti gli apparati che consentono di conoscere l'assetto e le condizioni di volo dell'aeromobile;
• Strumenti di controllo: tutti gli apparati che consentono al pilota di verificare il buon funzionamento dei sistemi del velivolo, dai motori, ai sistemi idraulici, ecc.;
• Strumenti di navigazione: tutti gli apparati che consentono al pilota di conoscere la sua posizione e seguire una rotta precisa;
• Strumenti di comunicazione: le radio che permettono la comunicazione al di fuori dell'aeromobile, in particolare per la gestione del traffico aereo.

Un esempio di Glass Cockpit

Inoltre analizzeremo alcune innovazioni degli ultimi anni di questa strumentazione, tra cui il Glass Cockpit e i Sistemi HUD. Introdurremo inoltre, i sistemi anti collisione, i sistemi per l'analisi delle condizioni meteorologiche di bordo e, parzialmente, gli autopiloti.

Con il termine avionica rappresentiamo non solo la strumentazione di bordo sopra citata, ma tutte le componenti elettroniche del velivolo, comprese quelle atte al buon funzionamento della strumentazione. A titolo di esempio, l'avionica comprende i sistemi elettronici per il movimento e verifica delle superfici di controllo, il controllo dei motori, i sistemi per l'ECS, ecc.

Avionica è l'italianizzazione di avionics che a sua volta è una parola composta di aviation e electronics..

I sistemi fly-by-wire

Con l'introduzione del sistemi fly-by-wire (per la cui descrizione si rimanda ad altri corsi e alla pagina di Wikipedia) ha elevato la competenza della strumentazione di volo: non si tratta più solo di informare il pilota, ma anche di assisterlo e a volte anche di limitare l'autorità del pilota stesso. Non ci occuperemo però di analizzare le problematiche e l'implementazione di sistemi fly-by-wire, la cui trattazione esula da questo corso.

L'importanza della strumentazione

È evidente che la strumentazione è parte essenziale del velivolo. Non è possibile volare in modo sicuro utilizzando solo i sensi del nostro corpo: si pensi banalmente a come risulta improbabile stimare in modo corretto la velocità dell'aeromobile o l'altitudine utilizzando solo i sensi umani.

Cenni storici

Il primo volo completamente strumentale è avvenuto nel 1929 da parte dell'aviatore Jimmy Doolittle, che ha dimostrato attraverso un volo di prova, come attraverso appena 6 strumenti fosse possibile decollare e atterrare senza guardare fuori dai finestrini. Gli strumenti utilizzati sono rimasti per molti anni pressoché identici a quelli originali (migliorandone ovviamente le caratteristiche) fino agli anni '70, '80 con la nascita dei Glass Cockpit. Il primo aereo di linea ad adottare il Glass Cockpit (e il fly-by-wire) è stato l'MD-80 seguito a breve da tutti i velivoli Airbus e Boeing.