In volo con l'elettronica - ElettronicaIn

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più o meno decisiva. Nel pilota automatico si impostano parametri come l’altitudine da mantenere, la velocità di crociera desiderata, il rateo di salita o di discesa (climb/descent ratio, ossia di quanto l’aereo debba salire o scendere in un certo Tecnologia Dai fratelli Wright ad oggi, scopriamo come si sono evoluti i sistemi di bordo grazie a circuiti elettronici che assistono i piloti per garantirci voli sempre più sicuri e confortevoli, ma anche più ecologici. lasso di tempo) e la rotta da seguire, quindi il computer interviene sui comandi per soddisfare le richieste; ad esempio, per il rateo di salita gestisce automaticamente la manetta dei motori (automanetta) azionandola con servomotori simili a quelli da mo- dellismo e l’elevatore. La rotta viene controllata agendo sul timone e sugli alettoni. In molti aerei è previsto l’auto- YAW (yaw= imbardata), ossia un automatismo che coordina il movimento degli alettoni con quello del timone, in virata; questo sistema Elettronica In ~ Dicembre Dicembre 2011 / Gennaio 2012 83
Strumenti di ieri e di oggi Salendo a bordo di un moderno velivolo e guardando qualche foto degli storici aerei del secondo dopoguerra, appare subito una differenza: quegli strumenti a lancetta e la bussola, i manometri ecc. sono stati tutti rimpiazzati da grandi LCD che riportano tutti i dati forniti dal computer di bordo. Un tempo si volava guardando l’orizzonte artificiale per valutare il pitch (beccheggio) ed il rollìo, controllando la rotta sulla bussola e verificando nell’altimetro la propria altitudine; altri preziosi strumenti come l’indicatore di velocità (airspeed o anemometro, che dir si voglia) ed il variometro informavano, rispettivamente, sulla velocità relativa e sulla variazione di quota, ossia il rateo di salita o discesa. La bussola saprete certo come funziona: un ago magnetizzato punta il Nord terrestre; l’orizzonte artificiale è un po’ come la bolla del muratore, cioè contiene una sfera sospesa con due linee ortogonali che seguono il livello del mare ed indicano quindi se l’aereo si sta inclinando lateralmente longitudinalmente. L’altimetro funziona rilevando la pressione atmosferica statica, mentre l’indicatore di velocità sfrutta il tipico tubo di Pitot, ossia una sonda che prende l’aria frontalmente e in base alla pressione che essa esercita su una membrana comanda un indicatore a lancetta; siccome la pressione varia, a parità di velocità, con la consistenza dell’aria, per evitare che l’indicazione sia falsata dalla quota di volo il tubo di Pitot riporta un’apertura in basso, dove entra aria alla pressione atmosferica, indipendente dalla quota. Tale pressione viene sottratta a quella dovuta alla velocità e si ottiene così un’indicazione che non dipende dalla quota. Oggi è cambiato un po’ tutto: l’orizzonte artificiale viene rilevato con accelerometri MEMS, mentre il variometro e l’altimetro si basano su trasduttori piezoelettrici di pressione; il tutto può essere fatto con un accelerometro (l’accelerometro misura l’accelerazione di un corpo lungo una direzione) a tre assi. Si usano anche giroscopi, che misurando la rotazione di un corpo su di un asse, permettono di valutare le variazioni di rotta rispetto alle impostazioni; la combinazione di più giroscopi permette di ottenere indicazioni su tutti gli assi. Per la velocità potrebbe provvedere il GPS, ma al momento il segnale non è sufficientemente preciso, quindi si usano ancora i tubi di Pitot, seppure la pressione agisca non più su un sistema pneumatico ma piuttosto su trasduttori piezoelettrici. Comunque, per ragioni di sicurezza nei cockpit rimangono alcuni comandi tradizionali: si tratta dell’orizzonte artificiale e dell’altimetro, oltre all’indicatore del carburante e ad altro che, in caso di avaria del computer e di conseguente oscuramento della strumentazione LCD, possa fornire le indicazioni essenziali. 84 Dicembre 2011 / Gennaio 2012 ~ Elettronica In può essere usato anche senza inserire l’autopilota ed è realizzato comandando timone ed elevatori mediante sistemi elettroidraulici o elettromeccanici. L’autopilota serve solo dopo il decollo e prima dell’atterraggio, anche se i moderni velivoli dotati di GLS molto precisi potrebbero atterrare con esso. Il compito dell’autopilota è oggi più facilitato che mai, grazie alla disponibilità a bordo di piattaforme integrate (ADIRS) in grado di rilevare e trasmettere al computer le variazioni di rotta, di inclinazione, ma anche di velocità ed accelerazione: parliamo di giroscopi, accelerometri a tre assi, che consentono di percepire la rotazione (virata) il rollio (roll) e l’inclinazione del muso (pitch) con grande precisione ed affidabilità. Per quanto riguarda il controllo dei motori, nei velivoli con propulsione a turboelica o turbogetto e turbofan, da decenni viene svolto elettronicamente mediante i FADEC (Full Authority Digital Engine): si tratta di unità a microprocessore che governano in modo ottimale i parametri di esercizio, la combustione, il raffreddamento e la lubrificazione, regolando anche il numero di giri delle turbine sulla base delle
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