Controllo del traffico Aereo

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2 All epoca del debutto dell aeronautica alla fine del diciannovesimo secolo, non ci si preoccupava di organizzare e controllare il traffico Aereo. L obiettivo era quello semplicemente di crearlo un Traffico Aereo. Si volava esclusivamente con il bel tempo e le velocità erano molto ridotte; ogni pilota aveva tutto il tempo di vedere il suolo, di vedere gli altri aerei e di essere visto dagli altri. Il pilota era dunque in grado di assicurarsi la propria sicurezza a condizione tuttavia che egli seguisse delle regole dell aria, precisando chi avesse il diritto di occupare un determinato volume di spazio definendo colui che avesse la priorità e quali fossero le manovre da compiere quando due aerei, che si vedevano, rischiavano di entrare in collisione. i Dal 1910, dopo che ci fu a Vienna la prima collisione in volo tra 2 aerei, 19 stati europei si impegnarono a firmare un accordo sulle regole dell aviazione, ma non vi riuscirono. Fu solo nel 1919 quando fu creta l ICAN ( commissione internazionale per la navigazione aerea) che aveva come fine, tra le altre cose, di standardizzare le regole dell aviazione. Fatto rilevante fu che gli USA non erano membri dell ICAN. Agli inizi degli anni trenta il volo con gli strumenti che si chiamava all epoca Pilotaggio Senza Visibilità (PSV) cominciò ad entrare nella pratica corrente in Europa, la navigazione, o più esattamente la guida si faceva attraverso il radiogoniometro ad onde medie, in morse. Il controllo, ovvero la separazione organizzata dei voli gli uni in relazione agli altri, rimase ciò nonostante estemporanea

3 Nonostante che nono fossero membri dell ICAN, gli USA progredirono più rapidamente degli europei nel 1926 un programma federale era stato messo in opera per la protezione e la identificazione degli aerei, ivi comprese delle regole tali che le altitudini di volo fossero assicurate e persino delle regole per la prevenzione delle collisioni sul mare tra le imbarcazioni e gli idroaerei. Nel 1927 un altro programma cominciò, per la creazione di un Federal Air Airway System accompagnato da una rete di installazioni radioelettriche al suolo. Nel 1929 un Comitato per il Controllo d Aerodromo fu costituito da un ramo dell aeronautica del dipartimento del commercio; nel 1930 la radiotelefonia fece la sua comparsa tra glia aerei e il suolo e la prima torre di controllo 3 equipaggiata con questa strumentazione fu installata a Cleaveland (OHAIO); se ne trovavano altri esempi in altre 20 città nel corso dei 5 anni successivi. A partire dal 1932 tutte le compagnie aeree si equipaggiarono con stazioni di comunicazione radiotelefonica con i loro aerei e allo stesso tempo il volo strumentale ebbe inizio. Si stabilì così un controllo d approccio informale sfruttato dalle compagnie aeree che copriva un raggio di circa miglia nautiche (da Km) intorno a Chicago, poi New York. Questo accordo fu ufficializzato attraverso un patto trasversale tra le varie compagnie firmato nel 1935 per la creazione di tre centri di controllo tra New York (dicembre 35) Chicago (aprile 36) e Cleaveland (giugno g 36). Per controllare, si posero delle segnalazioni rappresentanti gli aerei su una grande carta raffigurante a sua volta la regione controllata. Le compagnie si accollarono il costo di utilizzazione di questi centri proporzionalmente al traffico di ciascuno di esse

4 La seconda guerra mondiale permise all aviazione di compiere un balzo tanto importante, a tal punto che decine di migliaia di aerei traversarono l Atlantico equipaggiati con radiotelefoni e potevano viaggiare con cattiva visibilità. Grazie al CGA (Ground Control Approach) importarono se non la tecnologia quanto meno l efficacia d oltreoceano. Alla fine della seconda guerra mondiale, il bisogno di una standardizzazione internazionale di tutti i mezzi di navigazione, di comunicazione e di controllo si fece chiaramente sentire e sulla scia dell ONU, si costituì nel 1946 una Organizzazione Internazionale dell Aviazione Civile Provvisoria ( PICAO). Essa divenne ufficiale nel 1947 dopo la ratifica della maggior parte dei Paesi del mondo, con il nome di Organizzazione dell Aviazione Civile Internazionale ( OACI), in inglese ( ICAO ). Tale data segna l inizio dell epoca moderna per il trasporto aereo e per il controllo della circolazione aerea. L evoluzione del controllo del traffico aereo si è dunque accresciuta in modo empirico sotto la pressione delle realtà di tutti i giorni. A posteriori ci si può chiedere se sia stato necessario per la sicurezza di controllare il traffico aereo o se si fosse potuto lasciare gli aerei liberi di volare liberamente. Intuitivamente ci si rende ben conto che nelle vicinanze di un aeroporto importante dove si vedono gli aerei in fase di Approccio Finale allineati gli uni dietro gli altri a distanza di qualche minuto cioè di qualche Km il controllo della circolazione aerea è indispensabile.

5 PRINCIPI E I METODI DEL CONTROLLO DEL TRAFFICO AEREO CONDIZIONI METEOROLOGICHE. All inizio dell aviazione non era possibile pilotare un aereo senza guardare esternamente. Effettivamente per stabilizzare tale costrizione fu necessario, come è del resto ancora necessario, regolarizzare in ogni momento il comportamento dell aereo in relazione agli elementi esterni. REGIME DI VOLO Parallelamente alle condizioni meteorologiche che condizionano la possibilità o la impossibilità di volare a vista esistono delle regole distinte per il volo a Vista VFR Visual Fly Rules e per il volo strumentale IFR Instrumental Fly Rules. Questa regola di volo a vista e di volo con gli strumenti accompagnata a certe regole generali costituiscono ciò che si chiama Le Regole dell aria. Va da sé che quando un aereo no si trova nelle condizioni di buona visibilità, deve necessariamente volare secondo le regole di volo strumentale. Al contrario non è sufficiente trovarsi nelle condizioni di volo a vista per essere autorizzati dalla legislazione a volare secondo tali regole. Così in ITALIA ad esempio, quelle che siano le condizioni meteorologiche il volo a vista è vietato al di sopra del livello di volo di 195, all incirca 6000 metri. Di più a prescindere da tale livello qualsiasi tipo di trasporto pubblico è obbligato dalla regolamentazione di volare secondo le regole di volo strumentale, perfino se le condizioni di visibilità sono perfette.

6 CONTROLLO Una terza nozione necessaria per comprendere l organizzazione dello spazio aereo e il modo secondo il quale esso viene utilizzato è la differenza tra il volo non controllato e il volo controllato. Nel primo caso il comandante di bordo è responsabile di prevedere e di evitare tanto le condizioni con gli ostacoli fissi quanto gli abbordaggi con gli altri voli, mentre nel secondo caso questa responsabilità è trasferita almeno in parte agli organismi di controllo al suolo. Perché un volo possa essere controllato bisogna che esso abbia luogo in uno spazio aereo controllato, ma il caso opposto non è affatto obbligatorio. Il comandante di bordo quando vola a vista e non è controllato ed è praticamente libero delle sue azioni. Non ha dei contratti obbligatori con gli organismi di controllo al a suolo e non è in generale obbligato ad essere in comunicazione con loro attraverso la radiotelefonia. Semplicemente deve rispettare le regole dell aria per questo tipo di volo: Volare eventualmente a certe altitudini di crociera specificate, restare in condizioni meteorologiche di volo a vista, a meno che ovviamente in caso di forza maggiore, nel qual caso egli deve contattare immediatamente gli organismi di controllo, non penetrare nello spazio aereo controllato soggetto ad una regolamentazione particolare o nelle zone riservate che sono sotto certe condizioni definite caso per caso. Tuttavia se egli desidera beneficia in molte regioni del mondo di un servizio di informazione di volo e se egli ha depositato un piano di volo, beneficia di un servizio di emergenza nel caso in cui il suo velivolo non arrivasse a destinazione.

7 Quando si vola secondo le regole di volo strumentale, al contrario, il comandante di bordo è sottomesso a degli obblighi molto più grandi, innanzitutto devi disporre, oltre che della sua patente di volo, di una qualifica particolare di volo strumentale, che se essa fa parte della formazione normale di un pilota di trasporto pubblico è difficile da ottenere, e soprattutto difficile mantenere in uno stato di validità per un pilota privato. Inoltre deve effettuarsi sotto la base di un contratto, il piano di volo, depositato presso gli organismi di controllo responsabili ed approvato da essi. Questo piano di volo precisa qual è l itinerario seguito con delle precisazioni sull orario stimato per il passaggio su ogni punto significativo. Infine se si vola in uno spazio controllato il comandante di bordo deve essere in permanente contatto radiotelefonico su delle frequenze specifiche con gli organismi di controllo al suolo che autorizzano la progressione del piano di volo e lo controllano assicurandosi così la sicurezza di quel aereo e di quello degli altri. E anche possibile il volo strumentale al di fuori dello spazio controllato, il servizio che è fornito all aereo in tal caso dipende dal paese su cui si vola si tratta in generale di una informazione di volo e del servizio di ricerca di emergenza in particolare.

8 ROTTE AEREE Un aereo in generale segue una rotta aerea ea e passa in modo preciso sopra dei punti particolari che corrispondono a dei raccordi di due tronconi di una rotta e in generale questi sono collegati ad altri punti della medesima rotta. Questo punto è segnato spesso da una installazione radioelettrica di comunicazione, in generale un radiofaro omnidirezionale chiamato VOR. La progressione in volo si effettua di radiofaro in radiofaro. Questa struttura si costituisce di una serie di punti che unendosi formano dei tronconi i quali a loro volta formano delle rotte.

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10 RIPARTIZIONE GEOGRAFICA DEL CONTROLLO CONTROLLO IN ROTTA Il controllo è detto in rotta, in riferimento a tutte le vie aeree in uno spazio inferiore relativo a differenti regioni terminali, come pure relativo allo spazio superiore nel suo insieme e ancora al di sopra del livello di volo 195. Il controllo in rotta è assicurato a partire da centri specializzati che per la maggior parte dei casi nonsono insediati nell aeroporti Laddove le regioni terminali sono vaste e complesse come a Parigi o Londra e non di meno in Europa con molti grandi aeroporti, il controllo della gran parte delle regioni terminali divisa in molteplici settori, ciò viene assicurato da molti centri di controllo in rotta. Il un volume di spazio relativamente ridotto dove si situano le traiettorie di arrivo e di partenza di un aeroporto costituisce ciò che si chiama l APPROCCIO l avvicinamento a questo aeroporto.

11 CONTROLLO DI AVVICINAMENTO Su ogni aeroporto, dove esiste un traffico IFR importante, in Transfert di controllo non si effettua direttamente dal centro di controllo in rotta verso la torre di controllo responsabile del controllo dell aeroporto, esso passa per una fase intermedia, il controllo d avvicinamento i questa si effettua in volume di spazio aereo di qualche decina di miglia nautiche intorno all aeroporto e che si estende per una altitudine fino a circa ft. L avvicinamento finale è la fase del volo durante la quale l aereo viene allineato nell asse della pista d atterraggio atterraggio. Il controllo d avvicinamento è assicurato a partire da una sala speciale situata nella maggior parte dei casi sull aeroporto stesso ma distinto dalla torre poiché il controllo è principalmente radar, e deve, o quanto meno doveva, per delle ragioni tecniche, effettuarsi in luce molto tenue. Oltre a mantenere la sicurezza nello scorrimento del traffico, il controllo d avvicinamento ha anche come fine la messa in ordine precisa del traffico stesso che non viene per l appunto che organizzato in modo parziale dai settori terminali del centro di controllo in rotta. In effetti per utilizzare una pista in modo efficace vicina alla sua portata massima occorre che la separazione tra gli aerei in avvicinamento sia estremamente precisa. Essa dipende in particolare dall importanza delle turbolenze che sono generate dall aereo che è davanti e dalla sensibilità di coloro che si trovano nell aereo dietro. Da questo punto di vista gli aerei sono classificati in tre categorie: Pesanti 136 tonnellate, Medi e Leggeri, circa 7 tonnellate. La separazione tra un aereo e il seguente, varia dalle tre alle sei miglia nautiche, secondo che si tratti di un aereo pesante dietro un leggero, o di un leggero dietro un pesante.

12 CONTROLLO DELL AEROPORTO Il controllo dell aeroporto si occupa delle piste e della circolazione al suolo sulla piattaforma. E assicurata a partire dalla torre di controllo, che è forse l elemento più conosciuto tra tutti quelli dediti al controllo della circolazione aerea. Da quando il traffico è divenuto importante, il controllo in aria (decollo, atterraggio, la fase che la seguono e la procedono), e il controllo al suolo sono controllate da persone differenti su frequenze differenti. La torre di controllo èi in generale piazzata al ldi sopra dit tutto tt il resto, e piazzata soprattutto in modo di avere una buona visibilità e una vista in generale su tutte le piste. Negli aeroporti importanti si trova la stessa immagine radar che in una sala di avvicinamento, i ma questa volta su degli schermi speciali a grande luminosità, ità utilizzabili anche durante il giorno. Questa immagine radar serve a facilitare i trasferimenti di controllo, tra controllo d approccio e controllo dell aeroporto. Si trova ugualmente l immagine di un radar speciale a breve portata che permette di seguire la circolazione degli aerei al suolo a condizioni di visibilità pessime. Queste immagini di grande risoluzione, permettono di vedere le forme degli aerei e i limiti delle piste e delle varie TAXIWAYS. Gli aerei seguono le regole di volo strumentale e effettuano un approccio diretto di precisione, il ruolo del controllore dell aeroporto è molto ridotto, prende in considerazione l aereo nell asse della pista, a dieci nm all incirca, e l attenzione viene posta fino al parcheggio, ma così facendo passa sulla frequenza di controllo al suolo, dal momento in cui l aereo ha liberato la pista.

13 Per motivi di controllo del traffico aereo lo spazio aereo è suddiviso in varie regioni All'interno di ogni regione viene garantito un servizio per il traffico (ATS: Air Traffic Services), le cui modalità variano da regione a regione in relazione alle varie necessità Un aeromobile può volare secondo due tipi di regole: regole VFR (Visual Flight Rules) regole IFR (Instrumental Flight Rules)

14 Volo VFR Controllo del traffico Aereo si seguono regole "a vista", simili a quelle marittime o terrestri Un volo VFR deve svolgersi in condizioni meteo di visibilità può svolgersi da mezz ora prima dell alba a mezz ora dopo il tramonto mai sopra piedi mai nello spazio aereo di tipo A

15 Volo IFR si opera sotto controllo da terra l'ente che fornisce il servizio ATC è responsabile deve evitare collisioni tra due aeromobili o tra aeromobili ed ostacoli fissi deve garantire la speditezza del traffico deve fornire assistenza al fine di evitare pericoli deve fornire le informazioni utili alla condotta del volo

16 Volo IFR Controllo del traffico Aereo Nel volo IFR le separazioni i orizzontali sotto copertura radar variano in funzione della distanza dell'aeromobile dal radar della eventuale ridondanza di copertura (ad es. copertura simultanea da parte del radar primario e di quello secondario) di norme nazionali Di regola le norme indicano valori compresi tra 3 miglia nautiche (nm, 1 nm=1.852 km), che è il valore minimo, accettabile con copertura radar multipla mediante più radar secondari oppure radar primario più secondario 5 nm; in certi casi si può anche arrivare fino a 10 nm

17 Volo IFR Controllo del traffico Aereo La separazione verticale si basa sulla quota relativa degli aeromobili misurata con l altimetro barometrico tarato a hpa essa vale 1000 piedi fino a piedi 2000 piedi oltre piedi In un ambiente in cui non esiste copertura radar si utilizza il metodo di controllo procedurale. rale Quest'ultimo è basato sulla conoscenza della posizione degli aeromobili in base a dei punti di riporto prefissati le separazioni (tipicamente, di 10 o 20 minuti che corrispondono per un jet commerciale a circa 70 o 140 miglia) sono più elevate di quelle utilizzate quando il traffico viene controllato attraverso l'impiego di un radar. Poichè sotto copertura radar le separazioni sono minori si può gestire anche un elevato volume di traffico

18 Un controllore che opera con un sistema di sorveglianza radar osserva le tracce radar che mostrano ad ogni istante la posizione dell'aeromobile. Se si utilizzano dei sistemi i radar più sofisticati l'operatore può avere a disposizione oltre alle informazioni di rotta, anche informazioni di velocità, di quota, etc. per ogni aeromobile sotto controllo. Le informazioni relative ai voli vengono scambiate tra i vari enti di controllo attraverso l'impiego della rete AFTN (Aeronautical Fixed TLC Network) in futuro si userà l ATN latn (Aeronautical TLC Network) integrante la componente avionica.

19 In Italia, come in altre Nazioni, lo spazio aereo è suddiviso in più regioni. Si distinguono 4 grandi regioni (FIR, Flight Information Region) in cui viene assicurato un servizio di controllo FIR di Padova di Milano di Roma di Brindisi All'interno della singola FIR ci possono essere spazi aerei controllati ti e spazi aerei in cui si fornisce soltanto t un servizio di assistenza al volo. Negli spazi controllati il centro di controllo all'interno della FIR garantisce le separazioni tra i vari aeromobili, ognuno dei quali si deve uniformare alle direttive

20 Le regioni di spazio all'interno della FIR in cui viene assicurato un servizio di controllo sono: area TMA (Terminal Manoeuvering Area, ovvero Area Terminale di Manovra)alla confluenza di più aerovie area CTR (Control Region), che sono regioni di spazio aereo in cui avvengono le operazioni per l'avvicinamento i e l'allontanamento ll t degli aeromobili (in decollo o in atterraggio) dalla zona aeroportuale (all interno delle TMA) zona di Traffico Aeroportuale, ATZ e, in un raggio di 5 n.m. attorno all aeroporto e fino all altezza di 2000 piedi si ha una. Aerovie, regioni in cui avviene un volo livellato sono denominate. Upper Information Region, relativa ai voli ad alte quote (UIR)

21 Suddivisione dello spazio aereo UIR AWY TMA AWY CTR CTR CTR ATZ ATZ A

22 Secondo le norme internazionali, esistono differenti tipi di spazio aereo, denominati con le lettere da A a G, caratterizzati da diversi livelli di servizi: i tipi da A ad E incluso prevedono il servizio ATC (spazio aereo controllato), t i tipi F e G prevedono solo il FIS (spazio aereo non controllato) t Negli spazi tipo A, B, C e D è obbligatorio il transponder del radar secondario di sorveglianza, SSR, sia per i voli a vista, VFR, che per i voli strumentali, IFR

23 Quando si parla di sistemi per il traffico aereo si idistingue in Gestione del Traffico Aereo (ATM: Air Traffic Management) Controllo del Traffico Aereo (ATC: Air Traffic Control) Il concetto di ATM èpiùampiodi quello di ATC, in quanto include funzioni di tipo strategico come l'air lair Traffic Flow Management e l'airspace Management.

24 I servizi del traffico aereo (ATS: Air Traffic Services) comprendono: ATC il servizio di informazioni volo, utile per uno svolgimento sicuro ed efficiente del volo (FIS: Flight Information Service); il servizio di allarme (AL), che attiva la ricerca e salvataggio (SAR: Search and Rescue) per aeromobili che ne hanno bisogno

25 ICAO (International Civil Aviation Organization) un sistema ATC deve garantire un flusso sicuro e spedito degli aeromobili, fornendo i servizi necessari per evitare le collisioni Per realizzare ciò con un alto livello di sicurezza, un sistema ATC è composto da tre sottosistemi interagenti Sistema di sorveglianza, che consente di conoscere istante per istante la posizione dei vari aeromobili sotto controllo Sistema di comunicazione, che realizza lo scambio di informazioni tra aeromobili e stazioni a terra (comunicazioni T/B/T, terra - bordo - terra) Sistemi di navigazione, che permettono all'aeromobile di seguire una determinata traiettoria, governando il proprio trasferimento dal punto di origine al punto di destinazione

26 Sistemi di sorveglianza: Controllo del traffico Aereo il radar primario i (PR: Primary Radar) il radar secondario (SSR: Secondary Surveillance Radar) Opera solamente con aeromobili cooperanti, dotati di un apposito trasponder Sistemi di comunicazione: radiotelefonia i VHF (banda: MHz) il canale è comune a tutti gli aeromobili In un prossimo futuro sono previsti anche servizi di trasmissione dati (Data Link), ora limitati ad usi di compagnia (ACARS)

27 Sistemi di Navigazione Controllo del traffico Aereo Sottosistemi t i di navigazione i autonoma navigazione inerziale navigazione Doppler Sottosistemi di navigazione radioassistita VOR D-VOR DME ILS e MLS per l'atterraggio Sottosistemi di navigazione satellitare GPS (EGNOS o WAAS) GLONASS GALILEO

28 I tre sottosistemi: (concetto CNS/ATM: Communications, Navigation and Surveillance / Air Traffic Management della ICAO, approvato nel 1991) Comunicazione, i Navigazione Sorveglianza sono interagenti ma è bene che siano funzionalmente separati per motivi di affidabilità

29 -Radar Primari La funzione di un radar di controllo non si esaurisce in quella di semplice tracciatore delle posizioni dell'aeromobile; esso deve infatti fornire informazioni anche riguardo alla presenza di fenomeni atmosferici, come pioggia e temporali, sulla rotta seguita dal singolo aeromobile In generale i requisiti richiesti ai radar impiegati nel controllo del traffico aereo sono i seguenti: devono fornire rappresentazioni dei dati richiesti (rotta, quota, velocità dell'aeromobile etc..) anche in ambienti disturbati, ad esempio da fenomeni atmosferici, o in cui è presente un elevato volume di traffico Il funzionamento dei sistemi non deve essere presidiato devono avere una elevata affidabilità e tempi di manutenzione ridotti (per avere alta affidabilità può essere necessario dover duplicare le parti più soggette a guasti, quali il ricetrasmettitore e l estrattore)

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