Strumentazione per l'analisi delle condizioni meteorologiche

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lezione
Strumentazione per l'analisi delle condizioni meteorologiche
Tipo di risorsa Tipo: lezione
Materia di appartenenza Materia: Strumentazione di bordo e avionica
Avanzamento Avanzamento: lezione completa al 100%.

In questa lezione introduciamo i sistemi avionici per l'analisi delle condizioni meteorologiche e come i dati da loro forniti influiscono sul volo. Lo scopo primario di questi sistemi è avvisare i piloti dell'imminenza di un cumulonembo, tipo di nube più pericoloso per il volo, in quanto[1]:

  • sono presenti forti turbolenze, sia all'interno che nelle vicinanze;
  • esiste un forte pericolo di ghiaccio;
  • eventuale presenza di fulmini;
  • eventuale presenza di forti precipitazioni, spesso grandine.

Radar meteo[modifica]

Muso aperto di un Falcon 900EX, si può notare il radar meteo a nido d'ape in fronte

Il funzionamento che sta alla base di un radar meteo, non è poi così differente da un radar normale. Un segnale in banda X (8.0-12.5 GHz)[2] è inviato di fronte all'aeromobile e viene analizzata l'intensità del segnale di ritorno. Esso riflette sulle gocce d'acqua presenti nelle nubi, più le precipitazioni sono forti più le gocce sono grandi e rilevate dal radar[3]. Questo non combacia però con il livello di pericolosità: forti turbolenze di area secca potrebbero non essere rilevate.

Il radar meteo è posto solitamente nel muso dell'aereo, anche se non mancano eccezioni come il Pilatus PC-12 dove è posto nell'ala[4].

Un radar pulse doppler

In cabina di pilotaggio l'immagine del radar meteo è mostrata su un apposito strumento, anche se nei Glass Cockpit è sempre più integrato con l'MFD. Solitamente è composta da colori facilmente identificabili in base all'intensità della perturbazione (rosso, giallo, verde) ed è regolabile secondo certi parametri (ad esempio: on/off, gain, range, tilt).

Problemi comuni[modifica]

La maggior limitazione odierna dei radar meteo è l'impossibilità di analizzare a fondo il tipo di evento meteorologico, in particolare è complicato verificare dalle informazioni del radar la presenza di grandine o meno[3], che causa danni ancora economicamente importanti.

Altre limitazioni sono:

  • impossibilità di vedere dietro una perturbazione, se la perturbazione è molto intensa il segnale viene riflesso subito e la parte posteriore della perturbazione potrebbe non essere rilevata[5], questo fenomeno è chiamato blind-zone. Oggi i sistemi creano delle zone artificiali in modo che i piloti le considerino non sicure[3].
  • necessità di impostare il tilt (±15 gradi) onde evitare di riconoscere erroneamente oggetti al suolo (in particolar modo in fase di discesa); nei moderni sistemi il tilt è impostato automaticamente[5]
  • il congelamento del cono anteriore della fusoliera può portare a false letture[5].
  • la conformazione del terreno (es. montagne) può influire sulla rilevamento di nubi dietro le montagne stesse [5].

L'immagine sottostante mostra l'immagine di un radar, che potrebbe nascondere una perturbazione più grande di quella mostrata a causa della blind-zone:

Weather-radar-blind-zone.png

Esempi di EFIS mostranti l'immagine del radar meteo[modifica]

Sistema di avviso Wind Shear (LLWAS e AWSDAS)[modifica]

Immagine illustrativa della NASA di un microburst
Wikipedia-logo-v2.svg Per approfondire, vedi su Wikipedia la voce Wind Shear.

Il fenomeno del Wind Shear è ancora ad oggi un problema molto sentito per la sicurezza, ed ha suscitato e suscita ancora molto interesse nella ricerca scientifica[6]. È stato causa di diversi incidenti aerei, tra cui il Volo Delta Air Lines 191.

Il Wind Shear consiste in un'improvvisa variazione del vento in intensità e/o direzione. Spesso succede in concomitanza con il formarsi di un microburst, situazione estremamente pericolosa. Essendo fenomeni di breve intensità (la durata totale del fenomeno è di circa 15 minuti, di cui 2-4 di forte intensità[7]), risultano estremamente pericolosi in quanto spesso non rilevati a terra dalla torre di controllo.

Per questo motivo sono nati i sistemi LLWAS (Low level windshear alert system) e AWSDAS (Airborne wind shear detection and alert system), il primo a terra che informa i controllori di volo, il secondo a bordo del velivolo.

L'LLWAS è composto da una serie di anemometri posti a attorno alla pista di atterraggio e sul corridoio di discesa e un'unità centrale di elaborazione che trasmette gli avvisi ai controllori di volo, oppure direttamente in ATIS[8].

L'Airborne wind shear detection and alert system è un sistema estremamente complesso che utilizza informazioni provenienti dal radar meteo, da un radar a microonde e da un sensore a infrarosso[9]. Per essere efficace esso deve avvisare i piloti tra i 10 e i 40 secondi prima che il windshear avvenga; meno di 10 secondi non consentirebbe ai piloti di eseguire una manovra sicura e più di 40 secondi sono troppi perché le condizioni meteorologiche potrebbero variare[9].

Note[modifica]

  1. Weather Radar: Storm Avoidance, Skybrary.
  2. (EN) Weather Radar - Bands, Weather Edge Inc.. URL consultato il 25 agosto 2015.
  3. 3,0 3,1 3,2 Flight Operations Briefing Notes - Adverse Weather Operations (PDF), Airbus, 2007.
  4. P.Collins, FLIGHT TEST: Pilatus PC-12NG, Flight Global, 12 maggio 2008.
  5. 5,0 5,1 5,2 5,3 (EN) J. Werth, Airborne Weather Radar Limitations (PDF), NOAA.
  6. Su Google Scholar è possibile visualizzare l'elevato numero di articoli scientifici
  7. D. Whatley, Microburts, National Weather Association, 23 novembre 2003.
  8. Low Level Wind Shear Alert System (LLWAS), Skybrary.
  9. 9,0 9,1 Making the Skies Safe from Windshear, NASA, giugno 1992.

Altri progetti[modifica]