Fonte : Davide Scullino Elettronica In

1. IN VOLO CON
L’ELETTRONICA
Q uello dell’aviazio-
ne civile è il settore
dei trasporti in cui più
interessanti dei quali
riguardano l’assistenza
al volo (dal GPS ai siste-
di DAVIDE SCULLINO
si spende e si innova, mi di volo e atterraggio
ed è stata sicuramente strumentale) ed il con-
la sinergia fra crescita trollo di volo. In queste
tecnologica e strategie pagine vi spiegheremo
commerciali a regalarci come l’elettronica ha
voli sempre più econo- cambiato gli aerei, in
mici, senza pregiudicare special modo nei co-
la nostra sicurezza. Dai mandi.
primi aerei con ali in Il primo importante
legno e tela, ai moder- automatismo adottato
nissimi Boeing 787 negli aerei civili è stato
Dreamliner e Airbus il pilota automatico,
A320 NEO, di acqua nato per sollevare i
sotto i ponti, o meglio piloti dall’onere di
“d’aria sotto le ali”, ne compiere centinaia
è passata molta; ma le di manovre ripetitive
novità più consistenti durante i lunghi viaggi;
in fatto di aeromobili si inizialmente basato su
devono all’elettronica sensori (anemometri,
e sono state sviluppate variometri, bussole,
negli ultimi decenni. altimetri tradizionali) e
Così nel settore aero- attuatori meccanici, oggi
nautico è nata l’avionica, è un complesso sotto-
ossia l’elettronica di sistema elettronico che
bordo, che comprende collabora con il compu-
numerosi sistemi, i più ter di bordo in maniera
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2. 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.
più o meno decisiva. lasso di tempo) e la rotta dellismo e l’elevatore.
Nel pilota automatico da seguire, quindi il La rotta viene controlla-
si impostano parametri computer interviene sui ta agendo sul timone e
come l’altitudine da comandi per soddisfare sugli alettoni. In molti
mantenere, la velocità le richieste; ad esempio, aerei è previsto l’auto-
di crociera desiderata, per il rateo di salita YAW (yaw= imbardata),
il rateo di salita o di gestisce automaticamen- ossia un automatismo
discesa (climb/descent te la manetta dei motori che coordina il movi-
ratio, ossia di quanto (automanetta) azionan- mento degli alettoni con
l’aereo debba salire o dola con servomotori quello del timone, in
scendere in un certo simili a quelli da mo- virata; questo sistema
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3. può essere usato anche senza in-
serire l’autopilota ed è realizzato
Strumenti di ieri e di oggi comandando timone ed elevatori
mediante sistemi elettroidraulici
Salendo a bordo di un moder- quota di volo il tubo di Pitot o elettromeccanici.
no velivolo e guardando qual- riporta un’apertura in basso, L’autopilota serve solo dopo il
che foto degli storici aerei del dove entra aria alla pressione decollo e prima dell’atterraggio,
secondo dopoguerra, appare atmosferica, indipendente anche se i moderni velivoli dotati
subito una differenza: quegli dalla quota. Tale pressione di GLS molto precisi potrebbero
strumenti a lancetta e la bus- viene sottratta a quella dovuta atterrare con esso. Il compito
sola, i manometri ecc. sono alla velocità e si ottiene così dell’autopilota è oggi più faci-
stati tutti rimpiazzati da grandi un’indicazione che non dipen-
litato che mai, grazie alla
LCD che riportano tutti i dati de dalla quota.
forniti dal computer di bordo. Oggi è cambiato un po’ tutto: disponibilità a bordo di
Un tempo si volava guardan- l’orizzonte artificiale viene rile- piattaforme integrate
do l’orizzonte artificiale per vato con accelerometri MEMS, (ADIRS) in grado di
valutare il pitch (beccheggio) mentre il variometro e l’alti- rilevare e trasmet-
ed il rollìo, controllando la rotta metro si basano su trasduttori tere al computer le
sulla bussola e verificando piezoelettrici di pressione; il variazioni di rotta, di
nell’altimetro la propria altitu- tutto può essere fatto con un inclinazione, ma anche
dine; altri preziosi strumenti accelerometro (l’accelerome- di velocità ed accelera-
come l’indicatore di velocità tro misura l’accelerazione di
zione: parliamo di girosco-
(airspeed o anemometro, che un corpo lungo una direzione)
dir si voglia) ed il variometro a tre assi. Si usano anche pi, accelerometri a tre
informavano, rispettivamente, giroscopi, che misurando la assi, che consentono
sulla velocità relativa e sulla rotazione di un corpo su di un di percepire la rota-
variazione di quota, ossia il asse, permettono di valutare zione (virata) il rollio
rateo di salita o discesa. La le variazioni di rotta rispetto (roll) e l’inclinazione
bussola saprete certo come alle impostazioni; la combina- del muso (pitch) con
funziona: un ago magnetizzato zione di più giroscopi permette grande precisione ed
punta il Nord terrestre; l’oriz- di ottenere indicazioni su tutti affidabilità. Per quanto
zonte artificiale è un po’ come gli assi.
riguarda il controllo dei
la bolla del muratore, cioè Per la velocità potrebbe prov-
contiene una sfera sospesa vedere il GPS, ma al momento motori, nei velivoli con
con due linee ortogonali che il segnale non è sufficiente- propulsione a turbo-
seguono il livello del mare ed mente preciso, quindi si usano elica o turbogetto e
indicano quindi se l’aereo si ancora i tubi di Pitot, seppure turbofan, da decenni
sta inclinando lateralmente la pressione agisca non più viene svolto elettro-
longitudinalmente. L’altimetro su un sistema pneumatico nicamente mediante i
funziona rilevando la pressio- ma piuttosto su trasduttori FADEC (Full Authority
ne atmosferica statica, mentre piezoelettrici. Digital Engine): si tratta di
l’indicatore di velocità sfrutta Comunque, per ragioni di sicu-
unità a microprocessore
il tipico tubo di Pitot, ossia rezza nei cockpit rimangono
una sonda che prende l’aria alcuni comandi tradizionali: si che governano in modo
frontalmente e in base alla tratta dell’orizzonte artificiale ottimale i parametri
pressione che essa esercita su e dell’altimetro, oltre all’in- di esercizio, la com-
una membrana comanda un dicatore del carburante e ad bustione, il raffredda-
indicatore a lancetta; siccome altro che, in caso di avaria del mento e la lubrifica-
la pressione varia, a parità computer e di conseguente zione, regolando anche
di velocità, con la consisten- oscuramento della strumen- il numero di giri delle
za dell’aria, per evitare che tazione LCD, possa fornire le turbine sulla base delle
l’indicazione sia falsata dalla indicazioni essenziali.
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4. richieste della manetta governata nelle cabine dei moderni aerei ci tura viene risucchiata aria, che
dal pilota o dell’automanetta del sono grandi display LCD, spesso comanda un sensore di pressione
pilota automatico. Sono un po’ touch-screen, che riepilogano collegato all’allarme in cabina.
come le centraline elettroniche dati come direzione, rotta, veloci- Altri sensori importanti sono
delle automobili. tà, rateo di salita, giri dei motori, quelli posizionati sui carrelli per
posizione rispetto all’orizzonte in rilevare l’atterraggio; sono stati
TANTI SENSORI, MENO TIMORI rollio e salita/discesa e che sono implementati dopo un incidente
Un altro grande passo avanti funzionali interfacce bidireziona- occorso ad un Boeing 757, in cui
verso l’affidabilità è stato fatto li tra pilota e aereo. in un motore si attivò il reverse
con l’installazione di unità di dia- Tra i sensori possiamo consi- con il conseguente avvitamento
gnostica che riportano in cabina derare anche l’allarme di stallo, in volo. Oggi, il reverse, ossia il
(cockpit, se preferite gli inglesi- adottato da diversi decenni sistema (basato su convogliatori
smi...) le condizioni dei moltepli- sugli aerei di linea e collegato ad che aprendosi dirigono il flusso
ci parametri che in un moderno un avvisatore acustico o ad un di gas dei turbogetti in avanti)
liner vanno tenuti sotto controllo; attuatore a vibrazione montato che inverte la spinta dei motori
proprio il computer ha permesso nel volantino del pilota o anche dopo l’atterraggio per dare, insie-
di far volare grandi aerei con due del primo ufficiale (nel DC-10 e me agli aerofreni, la prima ener-
soli piloti (comandante e primo nell’MD-11) in modo da perce- gica frenata (senza essi, la corsa
ufficiale, che siede normalmente pirne la vibrazione. I rilevatori di di atterraggio sarebbe eccessiva e
a destra del comandante) rispar- stallo sono basati, ad esempio, su richiederebbe piste lunghissime)
miando l’ingegnere di volo, ossia una piccola paletta montata un si può attivare solo dopo che un
quel membro dell’equipaggio po’ sotto e dietro al bordo d’en- sensore elettromeccanico rileva
che aveva il compito di leggere la trata dell’ala; per piccoli angoli l’appoggio a terra del carrello
miriade di strumenti e spie collo- di attacco (l’angolo di attacco è principale.
cati a lato della parte posteriore quello che la linea longitudinale
o laterale della cabina (nonché dell’ala forma con la direzione DAI TIRANTI AI FILI ELETTRICI
controllare l’attività dei motori) dell’aria) la linea di ristagno Fino a qualche decennio fa, i
e che è sparito con l’entrata in dell’aria si trova davanti alla comandi del pilota venivano
servizio, ad esempio, dell’A300, paletta, che perciò viene spinta trasmessi alle superfici di con-
del Boeing 767 e dell’MD-11. indietro, mentre ad alti angoli di trollo dell’aereo mediante tiranti
I moderni velivoli hanno sensori attacco (rischio di stallo) la linea e cavi metallici; oggi, nella gran
nelle superfici di controllo per di ristagno si sposta sotto e dietro, parte degli aerei i comandi dalla
rilevare gli sforzi, nelle stive e sotto l’ala, superando la paletta cabina di pilotaggio si trasmetto-
in cabina per registrare la pres- ed attivando l’interruttore che
sione atmosferica, all’esterno per comanda l’avvisatore di
leggere la temperatura dell’aria stallo in cabina. Un
e valutare il rischio di congela- secondo tipo di sensore
mento delle superfici di controllo, si basa sulla pressione
nelle ruote dei carrelli per rile- esercitata dall’aria sulla
vare la pressione delle gomme, superficie alare ed allo
nei motori per monitorare ogni scopo viene posizionato
genere di parametro (temperatura, appena sotto il bordo
giri, avarie di vario genere). I dati d’entrata dell’ala; per
di gran parte di essi confluisco- piccoli angoli di attacco,
no su pannelli multifunzione il bordo d’entrata è una
che ormai sostituiscono lancette zona di bassa velocità e
e indicatori meccanici, i quali alta pressione, mentre
rimangono come backup di quando l’angolo d’at-
sicurezza per alcuni parametri tacco diventa tale da far
vitali quali velocità, altitudine, rischiare lo stallo, diventa
orizzonte artificiale, livello del una zona di alta velocità
combustibile nei serbatoi, pres- e bassa pressione. In questo
sione dell’olio dei motori. Oggi caso, attraverso un’apposita aper-
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5. Gli aerei volano sfruttando quel feno-
meno detto “portanza”, che si genera
sulle ali per effetto della differenza
della velocità dell’aria che scorre
sotto (intradosso) rispetto a quella che
no mediante cavi elettrici. Nor- l’MD-80 della McDonnel Douglas, passa sopra (extradosso); a produrre la
portanza concorre anche il fatto che le
malmente il controllo del volo si tutt’oggi uno dei preferiti dai pilo- ali sono normalmente più alte verso la
ottiene mediante comandi primari, ti di linea. Il principio della servoa- parte anteriore rispetto alla posteriore e
che sono il volantino per salire (ca- letta è semplice: posta all’estremità che perciò l’aria investe l’intradosso ten-
brare) o scendere (picchiare) e per dell’elevatore, per esempio, quan- dendo a sollevare l’ala. Naturalmente
rollare in senso orario o antiorario, do il pilota aziona il volantino essa tutto ciò accade in movimento, quindi
serve un motore che faccia muovere
ovvero la “manetta”, per coman- si muove nella direzione opposta
l’aereo in avanti.
dare i motori. Nei piccoli aerei e a quella richiesta, in modo che la Una volta sollevato da terra, il velivolo
anche in quelli di medie dimensio- forza esercitata dall’aria spinga vola sospeso sulle ali, ma occorre un
ni costruiti dalle origini dell’avia- nel verso desiderato la superficie contrappeso che permetta di dirigerlo
zione ad una trentina di anni fa, di controllo; per esempio, solle- su o giù: parliamo non di un contrap-
il pilota, agendo su volantino e vando la servoaletta l’elevatore peso meccanico ma di un sistema
aerodinamico, che consiste nello sta-
pedaliera, muoveva le superfici di viene spinto verso il basso. La cosa
bilizzatore; quest’ultimo è formato da
controllo mediante tiranti rigidi o facilita di molto il compito del pi- due piccole ali, simmetriche e centrate
cavi in acciaio; col crescere di peso lota, perché la servoaletta è piccola rispetto a quelle di sostentamento, la
e dimensioni, ma anche della velo- rispetto alla superficie di controllo cui inclinazione determina uno sforzo
cità di crociera, sale considerevol- da azionare, perciò azionabile con sull’asse trasversale delle ali facendo
mente lo sforzo richiesto al pilota, minimo sforzo. orientare il muso in su o in giù. Negli ae-
rei di linea lo stabilizzatore si posiziona
che per contrastare la resistenza Col crescere delle dimensioni, finemente mediante il comando TRIM,
dell’aria (cioè la spinta originata anche questo sistema si è rivelato che si regola a seconda della distribu-
sulle superfici di controllo per rea- poco efficiente: un Boeing 747 zione del carico davanti e dietro alle ali,
zione al movimento nell’aria) deve difficilmente si sarebbe potuto della velocità e quota di volo. Ma chi
esercitare uno sforzo consistente. controllare così, senza contare che decide se far cabrare (tirare su il muso
e quindi far salire l’aereo) o picchiare
In un primo tempo il problema è realizzare i tiranti per arrivare dal-
(puntare il muso in basso e scendere) è
stato risolto amplificando la forza la cabina alla coda di un gigante
esercitata dal pilota mediante leve del genere, lungo oltre 70 metri,
vantaggiose, che però implicavano sarebbe stato problematico; quindi
l’aumento dell’escursione dei co- per trasmettere i comandi si è fatto azionamenti dei comandi che par-
mandi; poi sono arrivati servosi- ricorso a circuiti idraulici dotati di tono dalla cabina. Sembra strano,
stemi meccanici come ad esempio servovalvole, ossia valvole coman- ma tiranti e tubazioni che corrono
le servoalette, capaci di muovere date dal volantino e dai pedali per avanti e indietro per un aereo di
le superfici di controllo per effetto aprire il circuito dell’olio in pres- 50÷70 metri pesano tonnellate!
dell’aria, montate nei sione in modo che, tramite pistoni Il primo passo in questa direzione
piani di coda di idraulici, muovesse le superfici di è stato fatto con il Fly-By-Wire (ab-
aerei come controllo. Questo sistema è stato breviato, FBW) un sistema deriva-
adottato per anni su aerei di linea to dall’aviazione militare (il primo
(o liner, come vengono chiamati aereo ad adottarlo fu l’F-16) intro-
usualmente) di medie e grandi dotto negli aerei civili dall’Airbus,
dimensioni, quali ad esempio che consiste nel sostituire i coman-
l’Airbus A300, McDonnel Douglas di meccanici con quelli elettrici.
DC-10, MD-11 eccetera. Il sistema fu la scommessa che
Sebbene funzionale, il comando l’allora giovanissima (nacque nel
idraulico è stato da tempo messo 1970) Airbus fece per recuperare
in discussione qualche decennio il divario di competenze esistente
fa, quando i progettisti di aerei si fra essa e costruttori storici come
sono posti il problema di rispar- Boeing, Lockheed e McDonnel
miare peso ed hanno pensato di Douglas e per guadagnare quote
farlo, oltre che sostituendo parti di di mercato; permise di realizzare
metallo con analoghe in materiali aerei più leggeri, economici e facili
compositi (cominciò l’Airbus con da pilotare, peraltro con costi di
la deriva dell’A300, che impiegava formazione ridotti. Ciò invogliò
bulloni di acciaio alternati ad altri molte compagnie aeree ad orien-
di composito), alleggerendo gli tarsi verso le sue macchine.
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6. I comandi dell’aereo
l’elevatore (detto anche timo- questo sistema c’è un’aletta
ne di profondità o elevone) verticale passante per la
che è la parte posteriore del- linea mediana longitudinale
lo stabilizzatore, resa mobile del velivolo, che serve a te-
in modo da poterla far ruota- nere dritto l’aereo, impeden-
re verso l’alto o verso il basso dogli di virare e rollare (ossia
su una cerniera; l’elevatore inclinarsi su un fianco). La
viene comandato dalla barra parte terminale di questa
o volantino: tirando verso il “pinna” (detta tecnicamente
pilota l’elevatore flette verso deriva) è mobile e incernie-
l’alto e l’aereo sale di quota, rata in modo da poter spor-
mentre spingendo in avanti gere a sinistra o a destra;
l’elevatore si abbassa e la quest’aletta oscillante è il
coda del velivolo viene spinta rudder o timone di direzione
verso l’alto facendo “mettere (o semplicemente timone)
giù” il muso e quindi scen- e funziona così: spostandosi
dendo di quota. verso destra l’aria spinge la alette, chiamate alettoni, in rullaggio, il comando degli
Altro problema: deciso coda in direzione opposta e incernierate nelle parti po- alettoni normalmente agisce
come far salire o scendere punta il muso dell’aereo a steriori delle ali e funzionanti anche sul carrello.
l’aereo, c’è il problema di destra, mentre verso sinistra come elevatore e timone e La presenza dell’elettronica
dove dirigerlo, cioè farlo spinge la coda a destra e fa comandate dalla barra o vo- ha permesso di realizzare la
virare a destra o sinistra; virare a sinistra. Il timone lantino; in quest’ultimo caso, funzione auto-YAW, ossia il
a terra ciò viene fatto con si comanda con due pedali, girando il volante a sinistra si coordinamento degli alettoni
il carrello girevole (quello resi solidali da una barra e solleva l’alettone dell’ala de- con il timone, che normal-
anteriore negli aerei di linea disposti ai piedi del pilota: stra e si abbassa quello della mente il pilota effettua da
con carrello triciclo, o quello spingendo il pedale sinistro sinistra, facendo inclinare sè; tale manovra si rende
posteriore nei piccoli velivoli l’aereo vira a sinistra, mentre l’aereo allo stesso modo, necessaria perché in virata
tipo Cessna o Piper, dotati verso destra si ottiene la mentre girando il volantino l’ala interna alla traietto-
di carrello biciclo) mentre in virata a destra. a destra succede l’opposto ria curva perde portanza
volo deve pensarci ancora il Il movimento del velivolo sul (l’alettone sinistro si abbassa e l’aereo tende a piegarsi
piano di coda, ovvero la parte terzo asse, ossia l’inclina- e quello destro si alza) su un lato (scivolata d’ala)
che contiene stabilizzatore zione in senso orario o an- facendo rollare verso destra. quindi usando gli alettoni si
ed elevatore: nel centro di tiorario, si ottiene con delle A terra, quindi in manovra e raddrizza.
Dopo le prime incertezze, altri co- comandati dalla cabina di pilo- particolarmente avverse o volo
struttori hanno seguito l’esempio taggio non presenta più rischi di a velocità eccessiva, a compiere
dell’Airbus, tant’è che oggi molti quelli insiti nei sistemi meccanici e manovre che possono compro-
aerei non hanno più tiranti, am- idraulici, anche perché, per garan- mettere strutturalmente l’aereo e
plificatori di sforzo o servoalette e tire la massima sicurezza, i circuiti danneggiare, ad esempio, il piano
le superfici di controllo vengono elettrici sono sdoppiati ed anche di coda o il timone. Per ovviare a
governate mediante segnali elettri- triplicati (per esempio sulle più questo inconveniente sono state
ci inviati tramite cavi ad attuatori recenti versioni dell’Airbus A340). escogitate varie soluzioni: la prima
elettroidraulici o elettromeccani- Sostanzialmente un FBW funziona la pensò l’Airbus per i primi A320
ci (ad esempio Airbus A318 ed così: nei comandi sono inseriti e consisteva in un sistema di molle
A319), i quali azionano tali superfi- potenziometri, encoder o sensori inserito nella cloche per irrigidirla
ci di controllo. La sostituzione dei magnetici per rilevarne il movi- man mano che la si sposta verso
comandi meccanici con fili elettrici mento; i segnali ricavati da essi il fine-corsa; indubbiamente una
ha permesso di alleggerire i veli- vengono amplificati in corrente tecnica assai discutibile.
voli e ridurre i consumi, mante- ed inviati a dei servomotori posti In un secondo tempo il force-
nendo un rapporto accettabile tra sugli azionamenti delle superfici feedback è stato rilevato mediante
rischi e benefici. di controllo o alle elettrovalvole. sensori elettrici di sforzo (ad
L’unico vero difetto del Fly-By- esempio trasduttori di pressione
FBW: UN SISTEMA, Wire, è l’assenza del force-feedback piezoelettrici) posti sulle superfici
DIVERSI SVILUPPI (ritorno di forza) ossia il fatto che di controllo, trasmettendo i segnali
Il Fly-By-Wire è stato sviluppato il pilota, mancando un collega- corrispondenti direttamente sui co-
in vario modo, anche se viene tut- mento meccanico tra i comandi e mandi (dove contrastano, median-
tora visto con occhio critico soprat- le superfici di controllo, non sente te masse centrifughe o attuatori
tutto per come è stato sviluppato qual è l’entità dello sforzo compiu- elettromagnetici, la forza eserci-
dall’Airbus. In realtà sostituire i to da queste ultime, il che porta, in tata dal pilota per trasmettere la
meccanismi con attuatori elettrici caso di condizioni atmosferiche sensazione dello sforzo compiuto:
Elettronica In ~ Dicembre 2011 / Gennaio 2012 87

7. Fly-By-Wire: Airbus e Boeing a confronto
di controllo, per azionarle, i computer, chiamato ELAC) il
costruttori si sono spinti oltre. quale può agire in tre modi, a
In particolare, l’Airbus (prima seconda delle impostazioni.
ad adottarlo nel suo A320) Il computer, ampiamente
partendo dalla considerazio- ridondato (ci sono computer
ne che un sistema elettrico di backup...) normalmente
può facilmente interagire con elabora le richieste del pilota
un computer, ha sviluppato in e, sulla base dei dati desunti
realtà un governo compute- dall’unità di acquisizione dei
rizzato dei propri velivoli; in parametri di volo (ADIRU,
pratica negli Airbus 318, 319, Air Data Inertial Reference
320, 321, 330, 340 e 380, al Unit) e dell’inviluppo di volo
posto del canonico volantino consigliato, all’occorrenza
c’è un joystick a lato del sedi- corregge le richieste, coman-
le di ogni pilota (detto, non a dando l’aereo come ritiene
caso, sidestick) che comanda opportuno; inoltre coordina
elevatore (avanti e indietro) il movimento degli alettoni e
Schema dei comandi FBW dell’Airbus A340. ed alettoni (sinistra e destra) del timone in virata (auto-
mentre rimane la pedaliera YAW) ed aggiusta il TRIM in
che gestisce il timone di dire- funzione della distribuzione
La vera rivoluzione portata za) e condotti idraulici per
zione. Questi comandi forni- del carico, della quota e velo-
dall’elettronica nell’aero- diverse decine di metri dalla
scono segnali elettrici letti da cità. In sostanza, se il pilota
nautica è il Fly-By-Wire, che cabina alle ali ed al timone,
un computer chiamato FCDC, chiede una cabrata di 40° e
consiste nel trasmettere significa sprecare carico utile.
cioè Flight Control Data il computer ritiene che all’at-
i comandi dagli organi in Sebbene per realizzare un
Concentrator (per elevatori tuale velocità ciò possa por-
cabina alle superfici di Fly-By-Wire basti disporre dei
ed alettoni provvede un altro tare allo stallo o compromet-
controllo mediante segnali sensori nei comandi in cabi-
elettrici. Osannato dai suoi na e inviare i segnali elettrici
fautori e deprecato da chi lo ricavati ad attuatori posti
vede come l’inizio della fine nelle vicinanze delle superfici
dell’arte di pilotare, è stato
un passaggio epocale e quasi
obbligato, in quanto ha per-
messo di ridurre il peso degli
aerei, soprattutto di quelli di
grandi dimensioni, nei quali
far correre tiranti (duplicati Schema di principio dei comandi dei moderni Airbus.
per garantire la ridondan-
un sistema come quello della
console per videogiochi Wii o
inviandoli al computer di bordo a 150 nodi a ±3,5° da 350 nodi in posizione di riposo, trasmetten-
e facendoli mediare da esso su). Purtroppo, se il computer do indipendentemente al pilota
prima di mandarli ai comandi. va in avaria il pilota non riesce a segnali corrispondenti allo sforzo.
Quest’ultimo è il caso tipico degli percepire lo sforzo cui sottopone Il Fly-By-Wire è stato sviluppato
Airbus, dove il computer verifica le superfici di controllo. Tale ri- essenzialmente secondo due
anche l’eseguibilità dei comandi: schio non sussisterebbe nei FBW filosofie; quella Airbus vede un
ad esempio limita l’escursione puri, dove servocomandi azio- coinvolgimento attivo totale del
del timone al crescere della nano le superfici di controllo e computer, che non solo governa
velocità (nell’A340, da ÷31,6° fino sensori rilevano il loro ritorno in la trasmissione dei comandi, ma
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8. tere strutturalmente l’aereo, recenti modelli Airbus, ossia
imposta l’angolo di salita al A340-600 ed A380, tutti i
massimo consentito. Questa comandi principali (timone
metodica, chiamata anche e TRIM sono meccanici,
Normal Law, è quella vigente mentre alettoni ed elevatore
durante i voli in condizioni hanno un circuito elettrico
normali; esiste poi il livello a di scorta) hanno un backup,
protezione ridotta, chiama- ossia possono saltare il
to Alternate Law, in cui il computer in avaria. In teoria,
pilota può escludere alcune per atterrare bastano TRIM e
protezioni e che si inserisce timone, almeno in condizioni Il sistema Boeing prevede la
automaticamente quando i meteo favorevoli. possibilità di assistere il pilota
sensori determinanti ai fini I dubbi sollevati dal sistema e correggerne i comandi, ma
del controllo automatico for- Airbus sono tanti, primo fra può essere completamente
niscono segnali inattendibili tutti quello che riguarda la ne, (mentre i Boeing sono disinserito: insomma, mentre
o si guastano: tipico è il caso formazione dei piloti - secon- stati tutti progettati da zero) negli Airbus i comandi entrano
dei tubi di Pitot, senza il cui do alcuni - non preparati per e minori spese di formazio- nel computer e da lì escono,
segnale (condizione unrelia- affrontare situazioni del ge- ne, dato che l’aereo è reso nei Boeing FBW i comandi sono
ble IAS) l’ADIRU si blocca ed nere: l’incidente dell’AF447 più semplice e perché le sue semplicemente assistiti ed il
il computer di bordo abban- lo ha messo in luce ed il prestazioni aerodinamiche computer può essere comple-
dona il velivolo nelle mani rapporto conclusivo del BEA possono essere corrette dal tamente escluso. Dunque, il
del pilota, lasciandogli il (Bureau d’Enquetes et de computer. Il dubbio è cosa Fly-By-Wire Boeing è una sorta
controllo diretto (Direct Law). Analyses) suggerisce di inse- accade quando il pilota deve di autopilota evoluto, nulla più.
Diversi Airbus A330 e A340 rire, nel training dei piloti, la fare i conti con le differenze. Inoltre la Boeing, come tutti gli
hanno manifestato problemi simulazione del volo in condi- Più cauto è stato l’approccio altri costruttori che hanno spo-
del genere e in qualche caso zioni atmosferiche difficili della Boeing, che ha esordito sato la filosofia del Fly-By-Wire,
si è sfiorata la tragedia. Nota- senza l’aiuto del computer nel suo sviluppo del FBW ha mantenuto il tradizionale
te che le ADIRU sono ben tre e con l’avaria delle ADIRU, con il 777, uno dei modelli volantino, che per molti piloti
ed ognuna si sostituisce alle che nell’incidente si sono più diffusi al mondo grazie ai è più maneggevole nelle forti
precedenti se queste vanno disattivate una dopo l’altra. bassi consumi dei suoi due turbolenze, se non altro perché
in avaria. In caso (impro- Senza contare che l’aiuto del (le norme ETOP consentono si può afferrare con due mani
babile) di guasto totale del computer permette di pilota- l’impiego in voli transoce- ed è centrato rispetto al sedile.
computer, i comandi primari re aerei diversi con una sola anico con 2 soli motori) Ancora, nel FBW della Boeing
divengono inefficaci; per abilitazione; questo è stato giganteschi motori General la condizione di unreliable IAS
evitare il peggio sono stati uno dei punti di forza della Electric GE90, che lo rendo- viene semplicemente segnalata
previsti comandi di backup, politica commerciale Air- no più economico del diretto al pilota, mentre nell’Airbus
che fino ai primi modelli bus: costi ridotti dei velivoli concorrente: il quadrimotore disinserisce il comando compu-
dell’A340 erano il TRIM ed (anche perché A330 e A340 A340-600 (l’Airbus lavora terizzato dell’aereo e porta in
il timone, azionati mecca- sono l’A300 allungato e con alacremente al suo nuovo bi- Direct LAW o, peggio, prima di
nicamente tranne quando ali e motori diversi), il che ha motore A350 per riprendere farlo può indurre il computer ad
si è in Normal Law. Nei più ridotto i costi di progettazio- la quota di mercato persa). alterare l’assetto di volo.
la subordina alla loro effettiva notturni. Il grado di intervento del tutti i comandi principali, ossia ti-
eseguibilità, valutata in base ai computer può essere ridotto fino mone, elevatore ed alettoni; così se
parametri caricati nel software. Il al pieno controllo manuale, anche saltano tutti i computer c’è sempre
governo in volo è affidato ad un se in questa modalità in realtà i la linea diretta, anche se manca il
computer più due di riserva, che comandi passano sempre dal com- force-feedback ed il pilota deve
difficilmente vanno tutti insieme puter, che però non li filtra. Per evitare manovre brusche.
in avaria, anche se alcuni incidenti scongiurare il pericolo che in caso Anche la Boeing ha intrapreso la
riguardanti Airbus A330 (passati di totale avaria del computer i strada del Fly-By-Wire, ma con
in sordina o quasi...) lasciano comandi si interrompano e l’aereo maggior cautela: infatti, pur aven-
qualche dubbio ed il più eclatante diventi ingovernabile, nei primi do adottato il sistema nei B737 NG
di questi, accaduto all’Air France A320, nonché in tutta la serie A330 (dove c’è il backup meccanico),
AF447 nel 2009, pone tanti interro- e negli A340-200, 300, 500, è stato B777, nel 787 Dreamliner e nel
gativi. previsto un backup per il TRIM nuovissimo B747-8 (efficientissi-
Il computer principale dei moder- dell’elevatore ed il timone: questi mo sul piano energetico, tanto da
ni Airbus media i comandi del pi- comandi sono trasmessi meccani- consumare circa il 10 % meno del
lota e può correggerli, rendendo di camente dalla rotella del TRIM e diretto concorrente, l’A380) lascia
fatto più sicuro e facile il governo dalla pedaliera alle rispettive su- al computer il ruolo di assistente e
dell’aereo e sollevando il pilota da perfici di controllo. Nei più recenti non impernia su di esso il governo
operazioni ripetitive che possono A340-600 e nel gigantesco A380, il dell’aereo, che resta al pilota. Per
stancarlo, specie nei lunghi voli backup elettrico è stato esteso a esempio, nel 777 viene adottato un
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9. Il motore? Ci pensa il FADEC
I motori sono una parte tura ecc. Fare tutto questo, parametri sulla base della valutando densità dell’aria,
fondamentale degli aerei: li sopratutto nei plurimotori, richiesta di potenza del posizione della manetta,
portano in volo, garantisco- è un compito troppo gravo- pilota e riportano in cabina temperatura dei gas di
no la velocità di crociera e so per il pilota, tant’è che eventuali segnali d’allar- scarico, numero dei giri
mantengono la spinta che rientrava tra le mansioni me. Il primo sistema del delle turbine ecc. (acquisiti
serve ad evitare lo stallo. dell’ingegnere di volo. Per- genere è stato un controllo ed elaborati decine di volte
Sono però delicati ed ciò si è pensato di affidare automatico analogico, che al secondo perché possono
esigenti, perciò non basta il controllo e l’ottimizzazio- comandava gli attuatori variare a seconda delle
“dare manetta” ma, come ne del funzionamento dei necessari alla variazione condizioni atmosferiche
in auto, bisogna controllare motori all’elettronica; così dei parametri di funziona- e di volo) regola i para-
la pressione dell’olio, il sono nati i primi sistemi di mento del motore; è stato metri del motore, tra cui
numero di giri, la tempera- gestione che impostano i usato negli anni ‘60 del il flusso di carburante e la
secolo scorso sul motore posizione dei vani statorici
Rolls Royce Olympus 593 e delle valvole di sfogo,
installato sul Concorde. mediante attuatori elettrici
Per ovviare alla sensibilità o servocomandi. Il FADEC
alle interferenze tipica del controlla anche l’avviamen-
controllo analogico, venne to e regola i parametri per
progettato (da NASA e garantire la migliore effi-
Pratt & Whitney, tra i più cienza del motore in ogni
importanti produttori di condizione di volo; inoltre
motori a getto) il siste- protegge il motore preve-
ma che ancor oggi viene nendo operazioni al di fuori
utilizzato: il FADEC. Si dei suoi limiti costruttivi,
tratta di un computer che, per esempio limitando i giri
rende gli Airbus con FBW più de- computer il pilota deve fare i conti
licati, perché se da un lato pilotarli con la realtà fisica dell’aereo.
stanca di meno ed espone a mino- Attualmente altri costruttori si
ri rischi nei riguardi degli errori stanno orientando verso il FBW: la
dei piloti, quando il computer va brasiliana Embraer, terzo costrut-
in avaria può diventare molto dif- tore mondiale di aerei, lo adotta
ficile governarli; infatti il computer nei jet civili della serie ERJ, ed
degli Airbus media le intenzioni anche la canadese Bombardier
del pilota, il quale in realtà nella (che opera anche nel settore dei
gran parte del volo si limita a dire trasporti ferroviari) lo usa nei più
cosa vuole fare, poi il computer recenti CRJ.
FBW che però comanda elettroval- esegue. Ciò ha comportato da un Se sapere di volare su un aereo
vole e mantiene i circuiti idraulici lato una minore preparazione dei comandato elettronicamente vi in-
(uno principale e due di scorta); il piloti ad affrontare situazioni di quieta perché temete che i circuiti
computer di bordo si interfaccia avaria che il costruttore ritiene di bordo possano rimanere senza
con ampi pannelli LCD touch- “quasi impossibili” (ed è il quasi corrente (per un guasto o perché
screen in cabina e può correggere che preoccupa...) e dall’altro l’in- finisce il carburante e quindi i
i comandi del pilota, se ritiene che capacità di governare certi aerei generatori azionati dai motori non
possano compromettere l’assetto senza computer in condizioni di funzionano più) sappiate che c’è
(rischio di stallo) o la struttura del volo particolarmente critiche. sempre l’unità ausiliaria APU: si
velivolo, solo che può essere esclu- A ciò va aggiunto che, per ragioni tratta di un generatore elettrico
so del tutto. Nel Boeing 787 è stata economiche, Airbus ha contato (quello che sentite sibilare quando
utilizzata una variante digitale molto sull’intervento del compu- l’aereo è a terra ed ha i motori
di FBW a fibra ottica: in pratica ter per consentire ad un pilota, in fermi) azionato da una piccola
i comandi non sono diretti ma si possesso di un’unica abilitazione, turbina, che prima dell’avviamen-
propagano dal computer median- di pilotare un’intera classe di to dei motori fornisce elettricità a
te una rete locale ad alta affidabili- velivoli: ad esempio A330 ed A340. tutti i servizi di bordo e che viene
tà (senza collisioni dei pacchetti di Ciò perché il computer adatta avviato per primo; ebbene, l’APU
dati); restano comunque i coman- il governo esercitato dal pilota può fornire elettricità in emergen-
di di backup elettrico diretti. La all’aerodinamica e a tutte le altre za. Se anche l’APU non funzio-
sicurezza è quindi garantita. caratteristiche in volo del velivolo, na, i moderni aerei se la cavano
Questa fondamentale differenza quindi quando manca l’aiuto del comunque, perché da sotto la
90 Dicembre 2011 / Gennaio 2012 ~ Elettronica In

10. o mantenendo la temperatura dei gas di
scarico (EGT) nei limiti.
Registra inoltre, in un’apposita memoria
a disposizione dei tecnici di manuten-
via radio. Il sistema è stato battez- una portante a 1,090 GHz; la por-
zione, i parametri di funzionamento e le
zato Fly-By-Wireless e si ispira alla tata del sistema è fino a 200 miglia
eventuali anomalie.
Siccome il FADEC è un sistema “non rete a fibra ottica del Boeing 787, nautiche. L’interrogazione del
aggirabile”, nel senso che se si guasta solo che impiega, per impartire i radar è costituita da due parentesi
non è possibile controllare i motori, comandi alle superfici di governo dette P1 e P3, di durata di 0,8 µs,
nei velivoli moderni ne sono installati e ricevere informazioni dai sensori la cui distanza determina il modo
almeno due per propulsore, ad assicura- di bordo, una rete wireless. Na- d’interrogazione: in modo A viene
re la necessaria ridondanza. In pratica turalmente l’aereo è per ora solo richiesta l’identità e la distanza tra
ogni FADEC è composto di due unità un modello telecomandato, dato P1 e P3 è di 8 µs; in modo C viene
complete (si chiamano ECU nei motori
che ci sono troppi interrogativi chiesta la quota, e la distanza tra
General Electric ed EEC nei Pratt & Whit-
sull’applicabilità ai liner di questa P1 e P3 è di 21 microsecondi.
ney) che lavorano indipendentemente
l’una dall’altra. Normalmente un canale tecnologia; infatti, mentre i fili del Al radar anticollisione si è aggiun-
controlla il motore, mentre l’altro verifica FBW rappresentano un mezzo to il ricevitore VOR, capace di inte-
il corretto funzionamento del sistema; di trasmissione sicuro, una rete ragire con il pilota automatico o
se va in avaria il canale attivo (o un suo wireless ha una limitata affidabili- semplicemente di visualizzare, su
sottosistema) il canale di riserva prende tà, dovuta alla sensibilità dei link un apposito display, la rotta e le
il controllo. Ad ogni avviamento del mo- radio ai disturbi elettromagne- deviazioni rispetto ad essa. Il VOR
tore, circuiti di autodiagnosi controllano tici (ad esempio quelli dovuti ai (VHF Omnidirectional Range) è un
il corretto funzionamento del FADEC e
cellulari, che potrebbero bloccare sistema di radioguida che serve
dei suoi sensori.
o rallentare la trasmissione dei a tracciare un corridoio virtuale
comandi) tale da facilitare attentati per guidare gli aerei; in pratica
fusoliera esce automaticamente terroristici. indica la posizione radiale dei
un aerogeneratore a turbina (RAT, velivoli rispetto a una trasmitten-
Ram Air Turbine) che sfrutta la SISTEMI DI NAVIGAZIONE te che genera due segnali. Il suo
forza dell’aria impressa dall’avan- L’elettronica non ha rivoluziona- funzionamento è molto semplice:
zamento del velivolo per generare to solo il governo dell’aereo, ma una stazione di terra VOR, chia-
elettricità, quanta ne basta a cari- anche il controllo del traffico: mata anche radiofaro, trasmette
care delle batterie e far funzionare fino a qualche anno fa i velivoli due segnali radio in VHF che
il Fly-By-Wire. La RAT è stata avevano a bordo sistemi radio di vengono captati da un ricevitore
adottata anche in aerei tradizionali identificazione e comunicazione a bordo dell’aereo; uno dei due è
come il Boeing 767 (salvò la vita ai abbastanza semplici e le conversa- direzionale e l’altro cambia di fase
passeggeri del celebre Gimli Glider, zioni tra piloti e centri di controllo ruotando di 360 gradi 30 volte al
un 767 della Air Canada che planò a terra (ma anche tra piloti di aerei secondo, nel senso che idealmente
da oltre 12.000 metri dopo aver in volo) avvenivano in VHF, nella viene trasmesso in una direzione
finito il combustibile) e l’MD-11, gamma sopra la radiodiffusione che varia continuamente come se
dove alimenta anche le pompe (tipicamente in modulazione l’antenna emittente girasse come
degli impianti idraulici. Il suo con- d’ampiezza, da 110 a 130 MHz) quella del radar. Ogni volta che
tributo, chiaramente, viene meno mentre l’identificazione veniva ot- il segnale “rotante” giunge dalla
nell’approccio al suolo, dato che tenuta con un transponder attivo, stessa direzione di quello fisso, lo
diminuendo la velocità dell’aereo ossia un apparato (teorizzato per sfasamento tra i due si annulla,
cala la potenza eolica disponibile. la prima volta nella Seconda Guer- mentre diventa 90° ad est, 180° a
ra Mondiale per sopperire all’in- sud e 270° ad ovest. Conoscendo
SENZA TIRANTI E SENZA FILI, capacità del radar di distinguere la velocità di rotazione della fase
SI CHIAMA FLY-BY-WIRELESS gli aerei nemici da quelli alleati...) e la differenza di fase, il ricevitore
Nel 2010 un istituto di ricerca che, stimolato da un segnale radio, del VOR riesce a determinare in
portoghese ha sperimentato trasmette un codice contenente ogni istante qual è l’angolazione
una variante, particolarmente l’identificativo dell’aereo. Il tran- della prua del velivolo rispetto
azzardata, del FBW: partendo sponder consente di realizzare il al radiofaro. Spesso le stazioni di
dalla considerazione che, seppu- cosiddetto Radar Anticollisione o terra sono dotate anche del DME
re meno dei sistemi meccanici, i SSR (Radar Secondario di Sorveglian- (Distance Measuring Equipment)
cavi elettrici pesano, i ricercatori za) derivato dal sistema militare che misura la distanza tra l’emit-
hanno ipotizzato la possibilità di IFF. Il transponder, eccitato da un tente e il ricevitore e permette di
trasmettere i comandi dal cockpit segnale a 1,03 GHz, risponde su valutare se l’aereo sta viaggiando
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11. GLS: atterraggi sicuri con Galileo
Quando le condizioni di visibi-
lità impediscono l’atterraggio verso la stazione emittente o si
manuale in sicurezza, entra in sta allontanando da essa. I VOR
gioco l’ILS, ossia il sistema di funzionano entro un raggio che
atterraggio strumentale; oggi, va dai 46 ai 240 chilometri ed
con la certificazione Safety
operano su frequenze, valide in
Of Life del segnale EGNOS
del progetto Galileo, si punta tutto il mondo, comprese fra i 108
all’integrazione dell’ILS con e i 117,95 MHz, con ampiezza del
la localizzazione satellitare. canale di 50 kHz. I due segnali
L’ILS si basa su un appara- emessi dai radiofari per codificare
to di trasmissione a terra, la direzione sono a 30 Hz: quello
operante in VHF tra 108,10 fisso è modulato in AM e contiene
e 111,95 MHz ed in UHF tra
il nome della stazione (in codice
328,6 e 335,40 MHz, i cui se-
gnali radio creano un sentiero Morse); l’altro è in FM, modulato
che consente agli aerei di avvicinarsi Oggi si sta sperimentando un sistema
su una sottoportante di 9.960 Hz.
alla pista con un angolo di discesa di avvicinamento basato sulla localizza- Quando il ricevitore sull’aereo ag-
che permette di toccare terra esatta- zione satellitare e che viene chiamato gancia il VOR, la parte di segnale
mente all’inizio della pista. Al suolo, GLS (GPS Landing System); lo scopo è modulata in FM viene discrimi-
il sistema è formato da tre apparati consentire l’atterraggio strumentale nata e confrontata con quella in
denominati LOC, GP e MARKER. I dove manca e non è economicamente
marker, posti lungo il prolungamento
AM per desumere la differenza di
conveniente installare l’ILS, ma anche
dell’asse della pista, sotto la traietto- fase, la quale viene poi miscelata
sfruttare la localizzazione satellitare
ria prevista dell’aeromobile, emettono (grazie al fatto che il sistema Galileo con un’onda prodotta localmente
un segnale molto direttivo verso l’alto: permette di garantire l’autenticità della e il segnale risultante, amplificato,
l’antenna più lontana (Outer Marker) è fonte del segnale di localizzazione e pilota i puntatori della girobussola,
posta tra 6 e 11 chilometri dall’inizio la sua qualità) su cui si basa anche ossia dello strumento che mostra
della pista, quella di mezzo (Middle l’ADS-B. la prua dell’aereo rispetto ai punti
Marker) tra 900 e 1.200 m, mentre Da qualche mese il segnale del sistema
l’Inner Marker si trova ad inizio pista. cardinali. Cambiando la fase locale,
di correzione europeo dell’errore di
A bordo dell’aereo c’è un apparato utilizzando la manopola cono-
posizione (EGNOS) è stato certifi-
composto da un ricevitore multifre- cato come ILS CAT I e viene testato sciuta come Omni-Bearing Selector
quenza e da un quadrante che indica nell’atterraggio strumentale anche in (OBS) il pilota può azzerare l’ango-
di quanto l’aereo si discosta lateral- Italia. Il funzionamento del GLS è molto lo di una stazione; ad esempio, se
mente e orizzontalmente dal sentiero semplice: alcuni ricevitori GPS vengono desidera volare a 90 gradi rispetto
ideale di discesa. Il sorvolo dei marker installati in prossimità delle piste, in a una stazione, l’OBS fa in modo
viene evidenziato da segnali acustici posizioni determinate con la massi-
e luminosi. che il segnale locale dia -90 gradi
ma precisione; ricevendo il segnale
Esistono tre categorie di ILS (CAT valutano il posizionamento che esso
di fase in modo che l’ago dell’in-
I, CAT II e CAT III) che definiscono fornisce e lo confrontano con quello dicatore segni zero (centrato)
la precisione garantita dal sistema reale, determinando lo scarto e quindi quando il velivolo sta volando a
di terra; la terza si suddivide in tre il fattore di correzione da applicare ai 90 gradi rispetto al radiofaro. Per
sottocategorie (CATIIIA, CATIIIB e dati desunti dal GPS. Il segnale d’errore seguire una direzione, basta fare in
CATIIIC) l’ultima delle quali consente viene trasmesso mediante una portan-
l’atterraggio anche in condizioni di
modo che lo sfasamento rimanga
te VHF a tutti gli aerei in prossimità
visibilità nulla. costante, ossia dirigere il velivolo
dell’aeroporto, i cui apparati di avvici-
namento strumentale lo utilizzano per in modo che l’indicatore punti
correggere i dati forniti dal ricevitore sempre nella stessa direzione.
GPS di bordo, ottenendo così una Proseguendo con gli apparati
precisione inferiore al metro, che con- elettronici di navigazione, non
sente atterraggi anche in condizioni di possiamo non parlare dell’ILS
visibilità nulla. Un sistema del genere è (Instrumental Landing System) che
più economico dell’ILS, perché richiede
si basa su stazioni a terra in grado
apparecchiature di terra e di bordo
meno costose; è inoltre più affidabile e di emettere segnali direzionali ag-
richiede una minore manutenzione. ganciandosi ai quali, un apposito
In un futuro non lontano, il GLS potreb- apparato di bordo, consente di alli-
be permettere agli aerei di atterrare in nearsi alla pista quando le condi-
maniera completamente automatica, zioni di visibilità non permettono
come avviene con gli UAV. al pilota di farlo con certezza.
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12. ADIRU: più di una piattaforma inerziale
Negli aerei Fly-By-Wire prodotti dall’Ai- assetto, vettore della velocità, accele-
rbus, in Normal Law il computer può razioni (accelerometri) accelerazioni
Oggi, per risparmiare sui costi di governare il volo grazie ai dati che gli angolari (giroscopi). I segnali dei
sono passati dall’ADIRS (Air Data Iner- sensori analogici vengono convertiti
tali sistemi e consentire un atter-
tial reference System) e che vengono in digitale dagli ADM per poter essere
raggio sicuro in quegli aeroporti
anche visualizzati sugli LCD dell’EFIS letti dalle ADIRU.
in cui manca l’ILS, si sta sperimen- (Electronic Flight Instrumentation
tando l’avvicinamento assistito da System) in cabina. Tali dati riguardano
satellite (GLS). velocità, pressione atmosferica, tem-
Recentemente è stata avviata an- peratura esterna, ma anche l’assetto
che la sperimentazione dell’ADS-B di volo. L’ADIRS è composto da tre
che potrà raggruppare le funzio- ADIRU, ognuna delle quali è l’insie-
nalità di molti apparati sia a terra me di una piattaforma inerziale (IR,
concettualmente simile all’ARDUIMU
che a bordo; per comprendere
basata su Arduino che abbiamo usato
tale sistema va ricordato che per
nel nostro progetto di UAV pubblicato
controllare la posizione degli nei fascicoli 154 e 155) e di una ADR
aerei in volo (ma anche di quelli (Air Data reference): quest’ultima
in movimento lungo le piste degli fornisce altitudine barometrica (presa
aeroporti) vengono utilizzati radar di pressione statica), airspeed (tubo di
che di solito hanno una portata Pitot), mach, AOA, temperatura, men-
tre la piattaforma inerziale (Inertial ADIRU
compresa tra 20 e 100 miglia. I dati dell’Airbus A330.
ricavati vengono visualizzati dai Reference) fornisce i dati di posizione,
monitor dei centri di controllo del
traffico aereo, i cui addetti verifi- aggiornate degli aerei che stanno captati da una rete di stazioni
cano la distanza tra un velivolo e sorvolando una certa zona. riceventi di terra (molto più eco-
l’altro, controllano la quota di volo La necessità di sistemi di assisten- nomiche di quelle radar) collegate
e instradano gli aeromobili verso za al volo basati su satellite nasce ai centri di controllo; nel caso di
l’aerovia cui sono destinati. essenzialmente per fare fronte voli transoceanici, il segnale viene
Con il perfezionamento del GPS al continuo aumento del traffico captato da una rete di satelliti per
civile e soprattutto dell’EGNOS (e aereo, ma anche perché gli attuali radiocomunicazioni e ritrasmessi
del suo corrispondente americano, sistemi di controllo del traffico a terra. Lo stesso segnale radio
il WAAS) è stato possibile, instal- aereo non coprono tutto il globo può essere ricevuto dagli altri ae-
lando a bordo un ricevitore, cono- (a causa della limitata portata dei rei nelle vicinanze i quali possono
scere con esattezza la posizione e radar o per l’assenza di valide così visualizzare su un monitor la
l’altezza dal suolo del velivolo; se infrastrutture): ne soffrono, ad situazione del traffico. La stringa
prendiamo questi dati e li inviamo esempio, i voli transoceanici. Inol- di dati viene trasmessa ogni due
alle stazioni di terra, otteniamo tre il prezzo di un’apparecchiatura secondi sulla frequenza di 1,09
le informazioni fornite dalla rete ADS-B di bordo è dell’ordine del GHz utilizzando il Modo S exten-
radar, ma più precise. Il sistema migliaio di euro, quindi è possibile ded; il segnale radio è modulato in
che ne deriva prende il nome beneficiare della tecnologia anche PPM da una stringa di 112 bit alla
di ADS-B (Automatic Dependent su piccoli velivoli da turismo. Nel velocità di 1 Mbps. Il segnale iden-
Surveillance-Broadcast) e può essere controllo a terra (la gestione del tificativo può essere codificato per
usato per trasmettere sia a terra, movimento degli aerei in aeropor- evitare che un trasmettitore pirata
sia agli altri aerei in volo dotati to) l’ADS-B è utilissimo e si candi- possa generare segnali fasulli tali
di analoga apparecchiatura, dati da a sostituire il radar di controllo da creare problemi al controllo del
come l’identificativo, la posizione, a terra usato per evitare collisioni traffico aereo.
la rotta, il tipo di aeromobile e la in condizioni di scarsa visibilità Chiudiamo questa panoramica
compagnia, il numero del volo (come l’incidente di Milano Linate, sull’elettronica di bordo con due
ed altro ancora. Un’interessante dove un MD-82 investì un piccolo particolari: l’illuminazione in
dimostrazione del funzionamento jet privato, finendo poi in fiam- cabina a LED, che nei B767 (ad
dell’ADS-B può essere seguita me su un hangar, o il disastro di esempio della NEOS) ha sostituito
sul sito www.flightradar.com, il cui Tenerife, in cui un Boeing 747 in quella tradizionale consentendo di
server riceve i segnali di ricevi- decollo finì su un altro in rullag- risparmiare elettricità e di variare
tori piazzati qua e là per il globo gio) o congestione del traffico. I la colorazione; le scatole nere, che
terrestre e ne decifra i dati, fornen- dati trasmessi dai velivoli dotati oggi sono completamente digitali
do le posizioni sufficientemente di trasmettitore ADS-B vengono e solid-state. g
Elettronica In ~ Dicembre 2011 / Gennaio 2012 93