ANS Training Navigazione



Documenti analoghi
Forze come grandezze vettoriali

Grandezze scalari e vettoriali

LE FUNZIONI A DUE VARIABILI

GIROSCOPIO. Scopo dell esperienza: Teoria fisica. Verificare la relazione: ω p = bmg/iω

Per studio di funzione intendiamo un insieme di procedure che hanno lo scopo di analizzare le proprietà di una funzione f ( x) R R

I punti cardinali EST ORIENTE LEVANTE OVEST OCCIDENTE PONENTE SUD MEZZOGIORNO MERIDIONE NORD MEZZANOTTE SETTENTRIONE

Teoria in sintesi 10. Attività di sportello 1, 24 - Attività di sportello 2, 24 - Verifica conclusiva, 25. Teoria in sintesi 26

Esempi di funzione. Scheda Tre

Misure di base su una carta. Calcoli di distanze

Cenni di geografia astronomica. Giorno solare e giorno siderale.

ESERCIZI CINEMATICA IN UNA DIMENSIONE

Aprile (recupero) tra una variazione di velocità e l intervallo di tempo in cui ha luogo.

L influenza della corrente sulla barca si manifesta in due effetti principali: uno sul vento e uno sulla rotta percorsa.

Stazionamento di una montatura equatoriale

FISICA. Le forze. Le forze. il testo: 2011/2012 La Semplificazione dei Testi Scolastici per gli Alunni Stranieri IPSIA A.

Prof. Silvio Reato Valcavasia Ricerche. Il piano cartesiano

Inserimento di distanze e di angoli nella carta di Gauss

Qual è la distanza tra Roma e New York?

La scuola integra culture. Scheda3c

GEOMETRIA DELLE MASSE

La rappresentazione fornita dalle carte geografiche è:

~ Copyright Ripetizionando - All rights reserved ~ STUDIO DI FUNZIONE

Lezione 5. Argomenti. Premessa Vincolo di bilancio La scelta ottima del consumatore

IL SISTEMA CARTOGRAFICO NAZIONALE

FUNZIONE REALE DI UNA VARIABILE

19 Il campo elettrico - 3. Le linee del campo elettrico

Trasformazioni Geometriche 1 Roberto Petroni, 2011

TOPOGRAFI A E ORIENTAMENTO IN MONTAGNA XXIV Corso di Alpinismo A1

. Si determina quindi quale distanza viene percorsa lungo l asse y in questo intervallo di tempo: h = v 0y ( d

Corso di Laurea in Scienze della Formazione Primaria Università di Genova MATEMATICA Il

Appunti sul galleggiamento

Economia Applicata ai sistemi produttivi Lezione II Maria Luisa Venuta 1

Moto circolare uniforme

ENERGIA. Energia e Lavoro Potenza Energia cinetica Energia potenziale Principio di conservazione dell energia meccanica

La propagazione delle onde luminose può essere studiata per mezzo delle equazioni di Maxwell. Tuttavia, nella maggior parte dei casi è possibile

LIVELLO STUDENT S1. S2. S3. S4. S5. S6.

9. Urti e conservazione della quantità di moto.

1 Gli effetti della forza di Coriolis

Usando il pendolo reversibile di Kater

Figura 4. Conclusione

CAPITOLO VII USO DELLA CARTA TOPOGRAFICA

DOMINIO E LIMITI. Esercizio 3 Studiare gli insiemi di livello della funzione f, nei seguenti casi: 1) f(x,y) = y2 x 2 + y 2.

Corso di Informatica Generale (C. L. Economia e Commercio) Ing. Valerio Lacagnina Rappresentazione in virgola mobile

A.S CLASSE PRIMA SCUOLA PRIMARIA D ISTITUTO COMPETENZA CHIAVE EUROPEA DISCIPLINA

Appunti sulla Macchina di Turing. Macchina di Turing

Prova scritta di Fisica Generale I Corso di studio in Astronomia 22 giugno 2012

1.6 Che cosa vede l astronomo

DALLE CARTE ALLE SEZIONI GEOLOGICHE

MATEMATICA p = 4/6 = 2/3; q = 1-2/3 = 1/3. La risposta corretta è quindi la E).

Facoltà di Scienze Politiche Corso di Economia Politica. Esercitazione di Microeconomia sui capitoli 3 e 4

Basi di matematica per il corso di micro

Il potenziale a distanza r da una carica puntiforme è dato da V = kq/r, quindi è sufficiente calcolare V sx dovuto alla carica a sinistra:

13. Campi vettoriali

DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE E CONCETTO DI FORZA. Dinamica: studio delle forze che causano il moto dei corpi

SISTEMI DI RIFERIMENTO E PROIEZIONI

Sistema di riferimento

L'ORIENTAMENTO. November 05, Orientamento_4E. MaestroGianni 1

Massimi e minimi vincolati di funzioni in due variabili

Q 1 = C carica numero 1 Q 2 = C carica numero 2 forza esercitata tra le cariche distanza tra le cariche, incognita

4 3 4 = 4 x x x 10 0 aaa

Che cos è il Centro di Gravità

LA GRAFICA E LA GEOMETRIA OPERATIVA

G6. Studio di funzione

MAPPE DI KARNAUGH. Nei capitoli precedenti si è visto che è possibile associare un circuito elettronico o elettrico ad una funzione logica.

Volume CORSO DI AEROMODELLISMO. Elementi di aerodinamica semplice. Sommario

Corrispondenze e funzioni

F 2 F 1. r R F A. fig.1. fig.2

Esame di Stato Tema di Matematica

ISTRUZIONI PER LA DETERMINAZIONE DELL OMBREGGIAMENTO DI SUPERFICI TRASPARENTI SU PARETE VERTICALE

Energia e Lavoro. In pratica, si determina la dipendenza dallo spazio invece che dal tempo

3 GRAFICI DI FUNZIONI

ISTITUTO COMPRENSIVO MONTEGROTTO TERME SCUOLA PRIMARIA DISCIPLINA: MATEMATICA - CLASSE PRIMA OBIETTIVI DI APPRENDIMENTO

Questionario. figura il filo si rompe. Quale traiettoria segue la boccia?

LA FORZA. Il movimento: dal come al perché

SCHEDA M MOSAICI CLASSIFICARE CON LA SIMMETRIA

Forza. Forza. Esempi di forze. Caratteristiche della forza. Forze fondamentali CONCETTO DI FORZA E EQUILIBRIO, PRINCIPI DELLA DINAMICA

Cpia di Lecce. Le coordinate geografiche

FISICA MATEMATICA 1 A.A. 2014/15 Problemi dal libro di testo: D. Giancoli, Fisica, 2a ed., CEA Capitolo 6

CORPO GIREVOLE ATTORNO AD UN ASSE E MOMENTI. TORNA ALL'INDICE

Le funzioni continue. A. Pisani Liceo Classico Dante Alighieri A.S A. Pisani, appunti di Matematica 1

Università degli studi di Messina facoltà di Scienze mm ff nn. Progetto Lauree Scientifiche (FISICA) Prisma ottico

Anno 3. Funzioni: dominio, codominio e campo di esistenza

SCHEDA TECNICA PER IL MONTAGGIO DELLE COPERTURE LA COPERTURA TOSCANA.

Esercitazione VIII - Lavoro ed energia II

Anche nel caso che ci si muova e si regga una valigia il lavoro compiuto è nullo: la forza è verticale e lo spostamento orizzontale quindi F s =0 J.

Capitolo 25: Lo scambio nel mercato delle assicurazioni

LA TRASMISSIONE DELLE INFORMAZIONI QUARTA PARTE 1

a) Il campo di esistenza di f(x) è dato da 2x 0, ovvero x 0. Il grafico di f(x) è quello di una iperbole -1 1

Le correnti e le maree. Liceo Antonio Meucci Dipartimento di Scienze. Prof. Neri Rolando

L IMMAGINE DELLA TERRA

Lezione 10: Il problema del consumatore: Preferenze e scelta ottimale

SOLUZIONE DEL PROBLEMA 1 TEMA DI MATEMATICA ESAME DI STATO 2015

Funzioni. Funzioni /2

INdAM QUESITI A RISPOSTA MULTIPLA

LEZIONE 7. Esercizio 7.1. Quale delle seguenti funzioni è decrescente in ( 3, 0) e ha derivata prima in 3 che vale 0? x x2. 2, x3 +2x +3.

Questionario di esame per L'ATTESTATO DI VOLO DA DIP. O SPORT. ELICOTTERO Ref

Siamo così arrivati all aritmetica modulare, ma anche a individuare alcuni aspetti di come funziona l aritmetica del calcolatore come vedremo.

Energia potenziale elettrica e potenziale. In queste pagine R indicherà una regione in cui è presente un campo elettrostatico.

Altezza del sole sull orizzonte nel corso dell anno

Anno 4 Grafico di funzione

Transcript:

CAPITOLO 4 LA ROTTA Premessa Per risolvere il secondo problema della Aerea dobbiamo definire un sistema convenzionale di orientamento. Si definisce: - piano orizzontale, il piano tangente alla Sfera Terrestre Convenzionale nel punto stesso. - Verticale Vera, la retta che congiunge il centro della Sfera Terrestre Convenzionale con il punto della superficie e che prosegue all infinito; la Verticale Vera è sempre perpendicolare al piano orizzontale. L intersezione del piano orizzontale di un punto con il piano del meridiano passante per il punto determina una retta orientata nella direzione Nord-Sud Invece, l intersezione del piano orizzontale di un punto con il piano contenente il parallelo passante per lo stesso punto individua una retta orientata nella direzione cardinale ESTOVEST (E-W). Sul piano orizzontale passante per un qualsiasi punto della Sfera Terrestre Convenzionale possono essere determinate quattro direzioni fondamentali chiamate direzioni cardinali. Le bisettrici degli angoli formati dalle quattro direzioni Cardinali determinano nuove direzioni chiamate direzioni Intercardinali. Il complesso delle direzioni Cardinali e Intercardinali costituisce la Rosa dei Venti. La direzione dei venti è ricavata in base alla Rosa dei Venti posizionata in prossimità di Malta o di Zante. 47

La rotta è la congiungente il punto di partenza ed il punto d arrivo. Quando si parla di ROTTA (COURSE o TRACK) ci si riferisce all effettivo percorso dell aereo rispetto alla superficie terrestre per spostarsi da un punto ad un altro. Da uno stesso punto si diramano infinite rotte con diverso orientamento. Per poter distinguere una rotta da un altra occorre definirne l orientamento, e per poter fare questo è indispensabile assumere un riferimento. La direzione del Nord Vero viene assunta come direzione fondamentale. Così si può definire in ogni punto della Sfera Terrestre Convenzionale l orientamento di un qualsiasi percorso. ANGOLO DI ROTTA VERA (True Course:TC): è l angolo che in ogni suo punto la Rotta forma con la direzione del Nord Vero, si misura in gradi da 0 a 360 in senso orario a partire dal Nord Vero. 48

49

Per unire due punti sulla superficie terrestre, così come sul piano, ci sono infinite possibilità di percorso e solo dopo aver stabilito quale percorrere, si possono misurare l orientamento e la distanza del percorso che li unisce. Ma tra tutti questi infiniti percorsi, ce ne sono alcuni che si fanno preferire per alcune loro caratteristiche particolari. Sul piano, il percorso ottimale è rappresentato dal segmento di retta perchè riunisce in sé due caratteristiche fondamentali: è il percorso più breve ed anche il più facile in quanto mantiene uno stesso orientamento. Sulla sfera, invece, queste due interessanti caratteristiche sono proprie di due percorsi diversi. 1. ORTODROMIA (Great Circle Track: GC): è il minore dei due archi della circonferenza massima che congiunge il punto di partenza con il punto di arrivo. Rappresenta la distanza più breve tra due punti sulla sfera e taglia i meridiani sotto angoli sempre differenti, ad eccezione dei casi particolari di percorsi equatoriali o meridiani, nei quali le ortodromie mantengono con i meridiani angoli costanti, rispettivamente di 90 e di 360. Per un punto passano infinite ortodromie. Per due punti passa una sola ortodromia. Sono ortodromie particolari quindi l Equatore e i meridiani. 2. LOSSODROMIA (Rhumb Line: RL): è quel percorso che passando per il punto di partenza ed il punto di arrivo taglia tutti i meridiani sotto lo stesso angolo di rotta. È una linea che offre la convessità verso l Equatore e può essere assimilata ad una spirale che si avvolge intorno al polo senza mai raggiungerlo, per questo i poli sono punti asintotici per le lossodromie. È più lunga della corrispondente ortodromia. Per un punto passano infinite lossodromie. Per due punti passa una sola lossodromia. Sono particolari lossodromie l Equatore, i meridiani e i paralleli. È evidente che sia interessante pianificare il volo in modo da raggiungere la destinazione nel più breve tempo possibile con la rotta più diretta tracciabile. Se il volo viene condotto 50

lungo un arco di cerchio massimo, si sta seguendo un percorso ortodromico (percorso più breve fra due punti distanti sulla superficie terrestre), o si può raggiungere l obbiettivo con una rotta che tagli i meridiani che attraversa con un angolo costante seguendo con un percorso lossodromico (percorso più lungo rispetto al primo). L ortodromia e la lossodromia sono gli unici due tipi di rotte che possono essere controllate continuamente con gli strumenti e gli apparati di bordo. Il percorso ortodromico necessita di un accurata pianificazione e comporta cambiamenti di rotta continua; il percorso lossodromico ha il vantaggio di mantenere costante il valore angolare di rotta. Tutti i meridiani e l equatore (che pur essendo un parallelo ha le stesse caratteristiche dei meridiani) sono simultaneamente ortodromie, come archi di cerchio massimo e lossodromie. I paralleli (eccetto l equatore) sono tutte lossodromie, perché secanti tutti i meridiani con angolo costante di 90 o 270. Es: La differenza tra un percorso ortodromico ed uno lossodromico per la rotta Roma- New York e di 180 MN (333 Km circa) A causa dei continui moti che sono presenti nell atmosfera, in aerea non è quasi mai vero che il percorso più breve sia anche quello al quale corrisponde il minor tempo di volo (Fligh Time: FT). Di conseguenza, un altro percorso, oltre a quelli appena definiti, che ha un interesse per la è la: BRACHISTOCRONA o MTT (Minimum Time Track): percorso sul quale, in quelle determinate condizioni meteorologiche, si impiega il minor tempo per andare dal punto di partenza al punto di arrivo prestabiliti. Questo percorso fra un punto ed un altro punto non è sempre lo stesso, cambia in funzione delle condizioni meteorologiche esistenti. 51

Appendice al Capitolo 4 POSIZIONI RELATIVE Abbiamo visto che ogni punto della terra è perfettamente individuato dalla coppia proprie delle coordinate geografiche, e considerando che navigare significa trasferirsi da un punto ad un altro, è interessante fare qualche considerazione sul confronto tra due posizioni diverse partendo dalle rispettive coordinate. Le posizioni relative di due punti vengono espresse mediante la DIFFERENZA delle loro LATITUDINI e la DIFFERENZA delle loro LONGITUDINI. Si definisce differenza di latitudine (Δ φ), fra due punti della Sfera Terrestre Convenzionale, l angolo al centro sotteso dall arco di meridiano, compreso fra i paralleli dei due punti. Si misura in gradi da 0 a 180 ed è NORD o positiva se il punto di arrivo si trova più a nord di quello di partenza; SUD o negativo se il punto di arrivo è più a sud. La relazione che lo rappresenta è: Δ φ = φ B - φ A Quando i due punti si trovano in due emisferi diversi la differenza di latitudine si ottiene sommando i valori assoluti delle latitudini dei due punti. Si definisce differenza di longitudine (Δλ) fra due punti della Sfera Terrestre Convenzionale e l angolo al centro sotteso dal più piccolo arco di Equatore compreso fra i due meridiani passanti per i due punti. Si misura da 0 a 180 e si indica EST o positivo se il punto di arrivo è più a EST di quello di partenza, WEST o OVEST o negativo se il punto di arrivo è più a OVEST dell altro. Δ λ = λ B - λ A Quando i due punti si trovano in due emisferi diversi la differenza di longitudine si ottiene sommando i valori assoluti delle longitudini dei due punti. Attenzione!! La differenza di longitudine non può essere mai maggiore di 180. Facendo la somma delle due longitudini può anche succedere che la somma superi 180, ma in quel caso Δλ e rappresentato dall esplementare. 52

Esempio1: Determinare la differenza di latitudine e di longitudine fra i seguenti due punti: A (48 36 N; 012 00 E) B (51 45 N; 033 13 E) Δ φ = φ B - φ A = 51 45 - (48 36 ) = 03 09 N Δ λ = λ B - λ A = 033 13 - (012 00 ) = 21 13 E Il punto B è più a Nord e più a Est del punto A, quindi per andare da A a B dovrò seguire una rotta NE (settore TC compresa tra 360 e 090; 1 quadrante). Esempio2: Determinare la differenza di longitudine e di latitudine fra i seguenti due punti: A (23 10 N; 120 00 E) B (15 40 S; 140 00 W) Δ φ = φ B - φ A = - 15 40 - (+23 10 ) = - 38 50 (- cioè verso SUD) Δ λ = λ B - λ A = - 140 00 - (+120 00 ) = - 260 00 (- cioè verso West) In questo caso, è più conveniente: Δ λ = 360-260 00 = 100 00 (cioè verso Est) Per andare da A a B sarà conveniente seguire una rotta SE (settore TC compresa tra 090 e 180; 2 quadrante). Esempio 3: Un a/m deve volare da A (27 N; 158 E) a B (12 S; 172 W). Determinare le differenze di latitudine e longitudine che si devono superare e individuare in quale quadrante è orientata la rotta. Δ φ = φ B - φ A = -12 - (+27 ) = - 39 (- cioè verso SUD) TC = 180 Δ λ = λ B - λ A = - 172 - (+ 158 ) = - 330 (- cioè verso WEST) (TC = 270) Ma, attenzione, quando Dl presenta un valore superiore a 180, per andare da A a B è conveniente seguire una rotta verso EST (TC = 090). In particolare: Δ λ = 360-330 00 = + 30 (+ cioè verso Est) TC = 090 Quindi, per muoverci da A a B dovremo seguire una rotta con angolo di TC compreso tra 090 e 180, cioè, nel 2 quadrante. 53

CALCOLO DELLA DISTANZA TRA DUE PUNTI DI COORDINATE NOTE (casi particolari) Premettendo che esistono delle relazioni analitiche di trigonometria sferica che permettono di risolvere sempre questo problema sia per ortodromia che per lossodromia, possiamo vedere alcuni casi particolari che si possono risolvere attraverso dei calcoli molto semplici. Quando la rotta è l ortodromia che unisce i due punti, vale la seguente relazione: 1 di grado = 1 NM E si possono risolvere i seguenti esercizi: Esempio 4: Un a/m deve volare da A (28 N; 158 E) a B (12 S; 158 E). Determinare le differenze di latitudine e longitudine che si devono superare, individuare in quale quadrante è orientata la rotta e calcolare la distanza tra i due punti. Δ φ = φ B - φ A = -12 - (+28 ) = - 40 (- cioè verso SUD) TC = 180 Δ λ = λ B - λ A = + 158 - (+ 158 ) = 0 (cioè, mi mantengo sullo stesso meridiano) In questo caso, i due punti sono sullo stesso meridiano, quindi la rotta da seguire ha TC = 180. Ma, il meridiano è un cerchio massimo, e 1 di grado = 1 NM, quindi: AB = 40 x 60 = 2.400 = 2.400NM Esempio 5 Un a/m vola da A (00 N; 012 30 E) per 360 NM con TC = 270 (p.to B ), poi vira e vola per 420NM con TC = 360 (p.to C ). Trovare le coordinate del punto di arrivo C. Risultato: B (00 N; 006 30 E); C (07 N; 006 30 E) Tutti i paralleli, ad eccezione dell Equatore, sono cerchi minori. Il loro raggio diminuisce allontanandosi dall Equatore, cioè aumentando la latitudine. La legge di riduzione si esprime con una funzione trigonometrica nota col nome di coseno della latitudine e che assume valori variabili da 1 a 0 al passare della latitudine da 0 a 90. (In particolare raggiunge il valore di ½ per la latitudine pari a 60, pertanto il parallelo 60 è lungo la metà dell Equatore, cioè 10.800 NM). 54

Esempio Determinare la rotta e la distanza per volare seguendo la lossodromia da A (60 S; 013 W) a B (60 S; 007 E). Δ φ = φ B - φ A = -60 - (-60 ) = 0 (- cioè mi mantengo sullo stesso parallelo) Δ λ = λ B - λ A = + 007 - (- 013 ) = +20 (+ cioè, verso EST) TC = 090 Se il percorso coincidesse con un cerchio massimo la distanza tra i due punti sarebbe stata pari a: AB = 20 x 60 = 1.200 = 1.200 NM ma il volo avviene sul parallelo 60 N che una circonferenza minore, e quindi: AB = 1.200 x cos 60 = 1.200 x ½ = 600 NM 55

Concetti fondamentali della navigazione Cosa è la? E cosa significa Navigare? Gli elementi fondamentali della sono: - Posizione - Direzione - Distanza - Tempo - Quota Infatti: La posizione, risponde al quesito fondamentale della : dove sono?, quale punto della terra sto sorvolando? La direzione, risponde al secondo quesito relativo all orientamento: come devo orientare il mio aereo per dirigere dove desidero?... E subito dopo: Quanta distanza devo superare? Quanto tempo mi occorre? Quanto carburante mi serve? E, inoltre: a quale quota? Nel dare risposta a tutte queste domande c è l essenza della Aerea. Per rispondere al primo problema, abbiamo definito le coordinate geografiche che ci permettono di dare a ciascun punto della Terra una propria identificazione. Confrontando due posizioni diverse è possibile tracciare la rotta, capire quale orientamento si deve assumere per navigare tra loro e quale distanza si deve volare. Queste operazioni descritte si possono realizzare in due modi: 1- Sulla carta nautica: le operazioni da eseguire sono prettamente di natura grafica. I punti si riconoscono tramite le loro coordinate geografiche e il reticolato geografico, che deve essere sempre presente, la rotta è sempre un segmento di retta che unisce i due punti, l angolo di TC e la distanza si misurano con un goniometro ed un righello. 2- Analiticamente: conoscendo le coordinate dei due punti, si applicano delle relazioni analitiche che ci permettono di trovare l angolo di TC.. e la distanza in NM per ortodromia o per lossodromia.. 56

Determinati questi valori e, conoscendo la velocità del nostro aereo (GS) e la distanza (AB) tra i due punti, si può semplicemente ricavare il tempo di volo (Flight Time = FT) dalla seguente semplice relazione: GS 60 = AB (1) FT Nota: la velocità che si deve impiegare deve essere quella al suolo (Ground Speed = GS) in quanto la distanza AB tra i due punti è riferita al suolo. Di seguito, noto il FT e il consumo orario dell a/m (Fuel Flow = F/F), si può ricavare il carburante necessario per il volo (Fuel = F): F/F 60 = Fuel FT (2) ESERCIZI SULLA RELAZIONE SPAZIO-TEMPO VELOCITÀ Esempio 1 Un a/m deve volare da A (43 30 N; 17 20 W) a B (42 N; 17 20 W) mantenendo GS=180Kts e F/F = 50 Kg/h. Determinare la TC che deve seguire, il FT (flight time) e il carburante necessario. Dal confronto delle coordinate dei due punti ricavo le seguenti considerazioni: - i due punti hanno la stessa longitudine (17 20 W) pertanto si trovano sullo stesso meridiano e la TC sarà 180 o 360. - trovo: Dj = j B - j A = 42-43 30 = - 1 30 (- cioè verso SUD) TC = 180 - il meridiano è un cerchio massimo, quindi GS 60 1 = 1 NM e la distanza AB = 90NM AB 180 90 = g = FT = 30 minuti FT 60 FT F/F 60 Fuel 50 = g = FT 60 Fuel FT Fuel = 25 Kg 57

Esempio 2 Un a/m per volare da A a B distanti 40NM su una TC = 235 impiega un FT=20 minuti e consuma 20 Kg di carburante. Se deve arrivare a C distante 100 NM da B lungo la stessa rotta, quanto tempo impiegherà e quanto carburante consumerà? Dalla relazione GS AB GS 40 - = g = GS = 120 KTS 60 FT 60 20 F/F Fuel F/F 20 - = g = F/F = 60 Kg7h 60 FT 60 20 GS 60 = BC 120 - g FT 60 = 100 FT BC = 50 minuti FT F/F 60 = Fuel 60 - g FT 60 = Fuel Fuel BC = 50 Kg 50 58

CAPITOLO 5 LA PRUA Un aeroplano (a/m) è una macchina munita di propulsori ideata e costruita per muoversi nell atmosfera. Ha tre assi di simmetria ortogonali così denominati: Longitudinale (asse di rollio = roll) Trasversale (asse di beccheggio = pitch) Verticale (asse d imbardata = yaw) Un a/m riesce a sollevarsi ed a sostenersi in aria grazie all intervento di una forza chiamata portanza. La portanza è la forza responsabile del sostentamento di un aeroplano, poiché si oppone alla forza peso. Solitamente, la portanza si sviluppa sulle ali, ed è legata al moto relativo dell a/m rispetto all aria. La sua espressione è: P = 1 2 ρ. V 2. S. c P Dove: ρ è la densità dell aria S è la superficie portante c P è il coefficiente di portanza V è la velocità dell a/m rispetto all aria, determinata dall azione degli elementi propulsori. Questa velocità dovuta alla spinta, o trazione, dei motori avviene lungo la direzione dell asse longitudinale dell a/m (asse di rollio). Questa direzione viene chiamata PRUA (HEADING) Un elemento fondamentale per analizzare il moto all aria dell a/m è l orientamento della prua, e, come già visto per la rotta, per definire l orientamento è necessario fissare un riferimento da cui iniziare la misura. Prendendo come riferimento la direzione del Nord vero, si definisce: TRUE HEADING (TH) Angolo di Prua Vera: l angolo che la prua forma con la direzione del Nord geografico. Si misura in gradi, da 0 a 360, in senso orario a partire dal Nord. 59

60

CAPITOLO 6 IL TRIANGOLO DEL VENTO L aeroplano, o aeromobile (a/m), è un mezzo di trasporto più pesante dell aria capace di volare nell atmosfera, utilizzando una forza aerodinamica (portanza), generata grazie al moto relativo dell aria lungo una superficie fissa (ala). Quindi, l a/m vola grazie al moto relativo rispetto alla massa d aria nella quale si trova immerso. Questo moto è determinato generalmente dall azione del (o dei) propulsore che agisce lungo la direzione dell asse longitudinale dell a/m (asse di rollio) e viene rappresentato dal vettore velocità all aria TAS (True Air Speed) che ha le seguenti caratteristiche: - Direzione: asse longitudinale dell aereo - Verso: la prua dell aereo (Heading) - Intensità: espressa in Kts ed è legata alle caratteristiche dell aereo ed al livello di potenza del motore. Ma, come abbiamo visto, ai fini della aerea, della pianificazione di un volo e del controllo del Traffico aereo, quello che interessa veramente è il moto dell aereo rispetto alla Terra (Course e Ground Speed) parametri che servono per conoscere quali saranno i punti sorvolati dall aereo ed in quali tempi. Se la massa d aria fosse ferma rispetto alla terra non ci sarebbe alcuna differenza tra questi due moti: i vettori HEADING/TAS e COURSE/GS coinciderebbero. Questo, però, succede raramente. Quasi sempre l aria si muove rispetto alla Terra e questo movimento si chiama VENTO. Brevemente si può sintetizzare: VENTO: spostamento orizzontale di una massa d aria determinato dalle differenze di pressione e temperatura da luogo a luogo. Gli elementi caratteristici del vento sono la direzione e la velocità che sono indicati con il simbolo: W/v W sta per Wind direction: direzione di provenienza del vento. v sta per wind velocity: spazio che la massa d aria percorre nell unità di tempo. Ad esempio un vento proveniente da NE (vento di grecale) con velocità di 25 Kts viene indicato: W/v = 045/25K. Se non ci fosse il vento, l a/m avrebbe un moto simile a qualsiasi veicolo terrestre. 61

Ma, non possiamo dimenticare che l a/m vola immerso nella massa d aria e, quando questa si muove rispetto alla terra, il moto dell a/m rispetto alla terra ne sarà influenzato. L effetto del vento sull a/m è indipendente dalla forma e dalla massa del corpo; un grande aerostato ed un palloncino immersi nella stessa massa d aria si spostano rigidamente, percorrono gli stessi spazi in tempi uguali. fig. 3.1 La sola differenza tra un aerostato ed un aereo consiste nel fatto che l aereo, mentre viene trasportato, come l aerostato, dalla massa d aria nella quale è immerso, si sposta anche rispetto alla massa d aria stessa nella direzione del suo asse longitudinale (Heading) con la velocità TAS. Pertanto la traiettoria che l a/m segue rispetto al suolo risulta diversa dalla Heading. Fig. 3.2 Va sottolineato che l azione del vento non ha alcun effetto aerodinamico sull aereo (ai fini della navigazione si considera che il vento abbia sempre velocità e direzione costanti). 62

In altre parole, da qualunque direzione provenga rispetto alla traiettoria di volo, il vento non può far cambiare in nessun modo i parametri di volo dell a/m, nè la velocità all aria nè tanto meno la Heading e gli assetti dell aereo. Invece, due corpi (AA/mm) che sono immersi nella stessa massa d aria, e che viaggiano in essa con velocità propria diversa, percorrono al suolo uno spazio diverso, ma per effetto del vento subiscono lo stesso scostamento laterale nello stesso tempo. Quando un a/m parte da un punto A per dirigersi verso un punto B, in assenza di vento, orienta l asse longitudinale dell a/m con la direzione del percorso stesso. Ma, se esegue la stessa procedura anche quando si trova in presenza di vento, dopo un certo intervallo di tempo si troverà, rispetto al suolo, in un punto C distante da B di una quantità pari allo spostamento della massa d aria nello stesso intervallo di tempo. L a/m mantenendo la direzione della heading segue rispetto al suolo un percorso diverso (Course o Track). Il triangolo ABC che risulta, prende il nome di triangolo del vento. Fig. 3.3 Come si può vedere dalla figura, il percorso all aria (heading) è diverso da quello fatto rispetto al suolo (course). L angolo compreso tra queste due direzioni (BÂC) assume due nomi diversi a seconda del riferimento che si assume. Quando si assume la heading come riferimento principale, l angolo si chiama: DERIVA (Drift Angle DA ). La Deriva si misura in gradi dall asse longitudinale dell aeromobile fino al percorso effettivamente effettuato (Track), è positiva o destra (R) se il vento proviene dalla sinistra dell a/m, (infatti scarroccia l a/m verso destra), negativa o sinistra (L) se il vento proviene dalla destra dell a/m. 63

(nella fig. 3.3 l a/m è soggetto a vento da sinistra e l angolo di deriva è positivo. Notare il senso orario nella misura!). Quando si considera la course quale riferimento principale e si tiene conto del vento in fase di programmazione, si imposta una prua che ci permetta di contrastare l azione che il vento ha sul moto al suolo del nostro a/m. Il triangolo che risulta è simile al precedente; i tre lati sono rispettivamente il W/v, la TAS e la GS. Le direzioni dei tre vettori sono rispettivamente WD (la direzione di provenienza del vento, TH, TC. In questo caso l angolo si chiama: WCA (Wind Correction Angle) è l angolo di correzione del vento, cioè l angolo di cui bisogna correggere la prua dell aeromobile rispetto alla rotta prevista per poter raggiungere l effettiva destinazione. Il WCA è positivo se il vento proviene da destra rispetto alla TC, è negativo quando invece proviene da sinistra. Nel caso in figura l a/m è soggetto a vento da destra e il WCA è positivo (notare il senso orario di misura!). Nota: la DA e il WCA hanno lo stesso valore, ma segno opposto. La relazione che lega la TC la TH è la seguente: TH = TC + (±WCA) Oppure 64

TC = TH + (± DA) Si definisce angolo di impatto del vento, l angolo che si forma fra la TC e la direzione di provenienza del vento, esso va da 0 a 180. Quando esso è minore di 90 il vento proviene in maniera frontale per cui la GS è minore della TAS; se invece l angolo di impatto è maggiore di 90, il vento proviene dalla coda per cui la GS è maggiore della TAS. La GS e il WCA di un a/m variano al variare dei parametri del vento e con gli elementi del moto dell aeromobile stesso. In particolare essi variano: Con il variare della intensità del vento; Con la variazione della direzione di provenienza del vento; Con il variare della TAS; Con il variare della TC. Il valore massimo del WCA si ha quando il vento ha direzione perpendicolare alla rotta che l aeromobile vuole percorrere, cioè quando l angolo di impatto è 90. Il triangolo del vento, e tutti i problemi connesso con esso, si possono risolvere in tre modi: - Graficamente; - Analiticamente; - Con il regolo di navigazione. 65

Riassumendo: il triangolo del vento è caratterizzato dalla presenza di tre vettori: - TH /TAS True Heading /True Air Speed - TC /GS True Corse /Ground Speed - W /v Wind direction /wind Velocity Risolvere il triangolo del vento significa: noti quattro dei precedenti parametri, trovare gli altri due. L esempio più classico è quello che si incontra durante la pianificazione di un volo. Siano noti: - TC e la distanza tra il punto di partenza e quello d arrivo - TAS dell aereo (caratteristica del mezzo impiegato) - W/v dalle previsioni meteo Trovare la TH che si deve impostare e la GS per determinare poi il tempo di volo ecc. Esempi. Nota la direzione della rotta che si intende seguire e la provenienza del vento, determinare se il vento agisce di coda o di prua, da destra o da sinistra. 1- Come agisce un vento di levante su un a/m che deve seguire TC = 045? Ricordando che un vento di levante è un vento che proviene da 090, sul nostro volo che deve seguire una rotta verso Nord-Est agirà con componenti di prua e da destra, pertanto la GS sarà minore della TAS e il WCA sarà positivo. 2- Come agisce un vento W/v = 190/20 Kts su un a/m che deve seguire TC = 330? Il volo segue una rotta diretta verso Nord/Ovest, il vento proviene da Sud/Sud/Ovest e la differenza angolare tra le due direzioni è maggiore di 90, pertanto il vento agirà con componenti di coda (GS sarà maggiore della TAS) e da sinistra (WCA negativo). 3- Come agisce un vento W/v = 315/20 Kts su un a/m che deve seguire TC = 225? Il volo segue una rotta diretta verso Sud/Ovest, il vento proviene da Nord/Ovest (vento di maestrale), la differenza angolare tra le due direzioni è uguale a 90, pertanto il vento agirà perfettamente al traverso da destra (WCA positivo), senza componenti di coda o di prua (GS sarà uguale alla TAS). 4- Un a/m in volo con TH=090 è soggetto ad un W/v = 240/25Kts che determina una deriva DA = 10. Determinare la TC seguita. Il vento da Sud/Ovest agisce sull aereo che ha la prua verso Est con una componente da destra, pertanto WCA positivo o DA negativo, quindi: TC = TH ± DA = 090 10 = 080 66