Fo12 GABINETTO DI AEROTECNICA
Stazione Metereorologica --------------------------------------->Galleria Immagini
Il laboratorio di Aerotecnica è dotato di una stazione metereologica, di apparecchiature per lo studio della fluidodinamica e di strumenti di bordo. In questa aula viene approfondito lo studio delle leggi affini alla materia affinché gli allievi possano comprenderla anche dal lato pratico, facilitando così l'apprendimento. Il futuro perito potrà acquisire grazie alle ore di lezione in Laboratorio competenze riguardanti il processo e lo studio di progettazione nel campo aeronautico.
DESCRIZIONE PRINCIPALI STRUMENTI DI BORDO
All'interno di questo laboratorio c'è un'ampia raccolta di strumenti di bordo utilizzata dei docenti per integrare a lato pratico le spiegazioni teoriche di tale strumentazione. Per gli allievi , tale integrazione è molto importante permettendo loro una più facile comprensione di questa parte del programma che può risultare , in certe sue sfumature , molto complessa.
VARIOMETRO
Questo strumento misura la velocità di ascesa e discesa del velivolo in volo , la componente cioè , lungo la direzione della verticale , della sua velocità rispetto all'aria. Il variometro è costituito dalle seguenti parti : - CASSA ; QUADRANTE ; CAPSULA MANOMETRICA ; UNITA' DI DOSAGGIO. Esso funziona sul principio della differenza istantanea di pressione statica all'interno e all'esterno della capsula. Tuttavia il variometro in taluni casi può rivelarsi impreciso , infatti , allorché il velivolo viene rimesso in volo orizzontale dopo una brusca manovra di salita o di discesa l'indicazione fornita dallo strumento risulta errata. Il dato esatto viene fornito con un ritardo di 6-9 secondi dovuto al principio stesso su cui si basa il suo funzionamento.
VIROSBANDOMETRO
Si definisce virosbandometro uno strumento composto da un INDICATORE DI VIRATA e da uno SBANDOMETRO che fornisce in un unico quadrante indicazioni di virata corretta e di volo orizzontale rettilineo. Il principio di funzionamento dell'indicatore di virata è basato sul fenomeno della precessione che nasce su di un giroscopio vincolato , allorché il suo asse , disposto parallelamente all'asse trasversale del velivolo , viene trascinato , durante le accostate dal moto di rotazione del velivolo attorno all'asse verticale. Contrastando con una molla tarata tale moto di precessione e misurando l'angolo di deflessione dell'asse del giroscopio nelle condizioni di equilibrio tra moto di precessione ed azione contrastante della molla , si risale alla velocità angolare di accostata del velivolo. Lo sbandometro è costituito da una livellata di forma torica entro cui è libera di muoversi una pallina metallica ben levigata , immersa in un liquido atto a smorzare le oscillazioni . Il principio di funzionamento dello sbandometro è basato sul pendolo che , come è noto , si dispone sempre secondo la risultante delle forze ad esso applicate , indicando la direzione della verticale apparente .
GIRODIREZIONALE
Il Girodirezionale è uno strumento giroscopico che serve al pilota come riferimento per assumere e mantenere una direzione di volo. Il rotore del girodirezionale è montato in modo da avere tre gradi di libertà , ed è pertanto libero nello spazio. Non essendo magnetico , non è soggetto , come la bussola , agli errori di virata (per Nord e per Sud); e per la sua inerzia giroscopica non è soggetto agli errori dovuti alle accelerazioni del velivolo. Il girodirezionale è costituito dalle seguenti parti:-CASSA , ROTORE , CORONA , SISTEMA DI BLOCCAGGIO , SISTEMA DI EREZIONE AUTOMATICA , QUADRANTE. Il funzionamento del direzionale si basa sul principio dell'inerzia giroscopica. La corona graduata è stabilizzata dal giroscopio , per cui il valore di prua , preventivamente fissato dal pilota sotto la linea di fede , costituisce il riferimento visivo della direzione effettivamente seguita dal velivolo. Il funzionamento del direzionale è limitato a 55° di inclinazione laterale o longitudinale. Come si accennava , lo strumento viene usato per mantenere una direzione di volo e per conoscere con precisione l'entità di una virata (può considerarsi l'integratore dell'indicatore di virata) ; ma non essendo sensibile al campo magnetico terrestre , deve essere usato congiuntamente alla bussola magnetica.
BUSSOLA MAGNETICA
Si definisce bussola magnetica lo strumento il cui elemento sensibile è costituito da un equipaggio magnetico. La bussola è costituita dalle seguenti parti:-CASSA ; EQUIPAGGIO MAGNETICO ; DISPOSITIVO DI COMPENSAZIONE. I requisiti di una bussola magnetica sono :
- SENSIBILITA' (proprietà dell'equipaggiamento magnetico di ritornare prontamente nella posizione di riposo) ;
- TRANQUILLITA' (rapido smorzamento delle oscillazioni) ;
- STABILITA' STATICA (proprietà dell'equipaggio magnetico di mantenere la posizione orizzontale).
All'interno della bussola l'ago magnetico , sospeso per il suo centro di gravità si dispone tangente alla linea di forza passante per il punto con la polarità Nord rivolta dalla parte del polo geografico Nord ed inclinato rispetto al piano orizzontale del luogo. La direzione S-N dell'ago materializza quindi nel punto la direzione della linea di forza del campo magnetico terrestre.
ORIZZONTE ARTIFICIALE
Si definisce orizzonte artificiale , lo strumento che fornisce in tutte le condizioni di volo , compreso quello acrobatico , l'indizione dell'assetto del velivolo rispetto all'orizzonte naturale. Il principio di funzionamento dell'orizzonte artificiale è basato sulla proprietà dell'inerzia di un giroscopio a tre gradi di libertà , ad asse verticale , in grado quindi di stabilizzare nel piano orizzontale una barretta simulatrice dell'orizzonte terrestre. Le informazioni vengono materializzate nell'indicatore di assetto riferendo la barretta simulatrice dell'orizzonte ad una piccola sogomina di aereo vincolata alla cassa e quindi al velivolo , e l'indicatore dell'angolo di rollio ad una scala graduata di 30 in 30 gradi disposta sulla cornice dello strumento. Sulla cornice dello strumento sono montate una manopola di comando per lo spostamento in altezza in funzione dell'assetto in volo orizzontale del velivolo , della sagoma dell'aereo solidale alla cassa , ed una manopola denominata pull to gage che serve per riportare meccanicamente l'asse del giroscopio nella posizione di verticalità. Oltre i 27° di cabrata o di picchiata , le relative indicazioni vengono fornite non più dalla barretta dell'orizzonte , ma da due dischi bianchi , impressi alle estremità della calotta sferica che funge da sfondo alle indicazioni , e su cui , per valori di cabrata o di picchiata rispettivamente di 60° , 70° , 80° , 90° sono disegnati tre cerchi concentrici e le scritte Climb e Dive . Per valori di cabrata o di picchiata eccedenti i 90° , gi indici assumono la posizione rovesciata e tutte le indicazioni compaiono quindi rovesciate. I fattori di disturbo dell''orizzonte artificiale sono :
-la precessione apparente generata dalla rotazione terrestre e dal moto del velivolo
-la precessione giroscopica generata dagli attriti tra perni e supporti e dalle accelerazioni che nascono durante le manovre del velivolo.
Per annullare i fattori di disturbo il giroscopio viene controllato da un particolare congegno erettore che ha il compito di mantenere l'asse in assetto verticale rispetto alla terra.
ALTIMETRO
Si definisce altimetro lo strumento che misura le quote di volo di un velivolo rispetto ad una superficie di riferimento. L'altimetro è un misuratore di pressione ed il suo principio di funzionamento è basato sul presupposto che la pressione atmosferica diminuisca con la quota con legge ben definita. Esso è costituito dalle seguenti parti :-CASSA ; QUADRANTE ; SCALA DELLE PRESSIONI. L'altimetro è alimentato dalla sola pressione statica .
Le lancette che indicano la quota si muovono per effetto delle deformazioni delle capsule e cioè per le variazioni di pressione e per effetto d'un movimento del sistema capsula-indicatore , controllato dalla scala delle pressioni.
L'altimetro nel trasformare i valori di pressione relativa in quote di volo , misura l'altezza della superficie isobarica passante per il velivolo rispetto a quella passante per il livello scelto come riferimento. Lo strumento viene tarato in aria tipo. Esso quindi fornisce valori di quota indicata che sono funzione della correlazione che esiste in aria tipo tra la quota e la pressione. La finestrella zebrata posta sul quadrante dell'altimetro serve a dare una indicazione intuitiva delle quote di volo. L'altimetro è soggetto a diversi errori quali:- errore strumentale ; errore di isterisi e di attrito ; errore di postazione ; errore di pressione e temperatura . Tuttavia si può facilmente ovviare a tali errori seguendo procedimenti descritti in appositi manuali.
Quote di volo
Le superfici isobariche rispetto le quali si misurano le quote di volo sono :
- la pressione atmosferica ridotta in aria tipo al livello medio del mare ( QNH ) . La quota relativa prende il nome altitudine ;
- la superficie isobarica esistente al livello dell'aeroporto ( QFE ) . La quota relativa prende il nome di altezza ;
- la superficie isobarica di riferimento sottostante il livello del mare . La quota relativa prende il nome di quota di pressione .
Il QNH viene impiegato durante la navigazione per controllare le altitudini di volo e durante le fasi di decollo e di atterraggio. Il QFE può essere impiegato per il decollo e l'atterraggio.
La superficie di riferimento viene impiegata durante i voli in rotta per garantire la separazione verticale dei velivoli. La quota pressione di un aeroporto prende il nome di QNE .
ANEMOMETRO
Si definisce anemometro lo strumento che indica la velocità di avanzamento dell'aereo , relativa all'aria. L'anemometro è costituito dalle seguenti parti:- CASSA ; QUADRANTE ; CAPSULA MANOMETRICA. Esso funziona sul principio della differenza di pressione d'impatto e pressione statica. Gli errori dell'anemometro sono:- errore strumentale ; errore di postazione e di assetto ; errore di compressibilità ; errore di temperatura e quota . L'errore di postazione di un anemometro dipende dalla posizione del tubo di Pitot e dall'assetto del velivolo. Il segno della relativa correzione dipende dalla posizione delle prese statiche sul velivolo. L'errore di compressibilità di un anemometro è dovuto alla sovrappressione che si crea sulla presa d'impatto del tubo di Pitot a causa della compressibilità dell'aria. Esso è funzione della velocità del velivolo e della densità dell'aria. Aumenta quindi con la velocità e con la quota perché con essa diminuisce la densità. La correzione è sempre negativa. L'errore di quota e temperatura di un anemometro è dovuto al fatto che nell'atmosfera reale non si riscontra lo stesso valore di densità con cui è stato tarato lo strumento. Esso aumenta con l'aumentare della quota perché con essa variano i parametri di pressione e temperatura che condizionano il valore della densità dell'aria. L'anemometro convenzionale può anche essere considerato un indicatore della velocità minima di sostentazione a tutte le quote , perché l'errore in difetto di quota e temperatura cui è soggetto , è uguale all'incremento di velocità necessario al velivolo per mantenersi al di sopra della velocità minima di sostentazione al variare della quota.
MACHMETRO
Si definisce Machmetro , lo strumento che fornisce il numero di Mach , il rapporto cioè tra la velocità rispetto all'aria vera di un velivolo e la velocità del suono alla stessa quota. Si definisce numero di Mach critico , il rapporto tra la velocità all'aria vera limite e la velocità del suono alla stessa quota. E' caratteristico di ogni tripodi velivolo e non varia al variare della quota perché è indipendente dai parametri di pressione e temperatura dell'atmosfera. L'indicatore di velocità all'aria vera corregge automaticamente l'errore di densità delle velocità indicate a mezzo delle capsule altimetrica e termometrica. Il Machanemometro (Machmetro + anemometro) fornisce dati sulla velocità indicata consentita ed il massimo numero di Mach.
BANCHI DI PROVA
- PER ANEMOMETRI nel quale si eseguono prove per la taratura e la determinazione degli errori e per la resistenza alle vibrazioni ;
- PER GIRO-ORIZZONTALI E GIRO-DIREZIONALI nel quale si eseguono prove di attrito all'avviamento,di equilibrio iniziale e di attrito all'arresto ;
- PER INDICATORI DI VIRATA nel quale si eseguono prove di sensibilità del giroscopio e attrito all' arresto ;
- CAMERA BARICA : simula diverse condizioni di pressione che vengono usate da diversi strumenti per il loro funzionamento ( anemometro ) ;
- GALLERIA FUMI : serve a valutare il comportamento dell'aria sul profilo alare.