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 Avviamento del programma e primo decollo

Ultimo aggiornamento: 2008-05-28

Impariamo sul campo come si pilota l'aeroplano e vediamo come avviare il programma ed eseguire il primo decollo con il Cessna C-172RG simulato da ACM. Vedremo anche alcune manovre di base come il livellamento e la virata.

Indice

Avviare il programma
Decolliamo!
Errori da evitare
Livellare e stabilizzare il volo
Controllare quota e motore
Virare

Avviare il programma

Avviamo il programma dando da tastiera questo comando:

$ acm.tcl

Compare la maschera di avviamento del programma che dovrebbe apparire simile a quella qui sotto. Il path dove è stato messo il programma, naturalmente, potrebbe differire. Anche la dimensione iniziale della finestra va scelta secondo le proprie preferenze; in generale ACM non pretende di usare tutto lo schermo disponibile, anche perché il panorama rappresentato non è particolarmente ricco di dettagli. Comunque, una finestra grande rende gli strumenti più leggibili.


La maschera di avviamento di ACM.


Il modello di aeroplano che useremo per il nostro addestramento sarà il Cessna C-172RG a carrello retraibile. Il modello RG a carrello retraibile non è più in produzione, ed è un vero peccato perché aveva prestazioni decisamente superiori al modello a carrello fisso.

Notare che ho caricato 100 lb di carburante e ho impostato la visibilità a 5 NM per rendere le cose più interessanti. Il peso totale al decollo è 1450 libbre dell'aereo vuoto, più 100 libbre di carburante più 150 libbre del pilota per un totale di 1700 libbre, pari a circa 770 kg.

Una volta soddisfatti delle impostazioni, premere il bottone Run per iniziare la simulazione.

Abbiamo richiesto lo scenario di Dallas, in Texas. L'aeroporto di partenza default per questo scenario è quello di Addison, pista numero 15 (vedi mappa BA, 32° 58' N 96° 50' W).

Decolliamo!

Per prima cosa allineare l'orizzonte artificiale premendo F9. Questo strumento ci sarà molto utile per decollare, ed è utile in generale per impostare tutte le manovre. Premendo F9 il giroscopio si allinea con l'asse verticale dell'aereo indicando un pitch zero. Siccome il pitch da fermo è invece di circa 3 gradi, dovremo attendere circa un minuto che il sistema di erezione porti ad indicare il pitch reale, che è appunto di 3 gradi.

A seconda della visibilità verso il basso che abbiamo impostato, che dovrebbe stare tra 7 e 10 gradi, al decollo avremo difficoltà a vedere l'orizzonte a causa dell'elevato pitch, per cui l'orizzonte artificiale sarà indispensabile. Pertanto è importante regolare bene questo strumento. Nell'aereo reale il pilota può guadare ai lati del suo campo visivo, ma il nostro strumento è un riferimento più preciso ed affidabile.


Allineati sulla pista 15 e pronti al decollo. Da sinistra verso destra riconosciamo: l'indicatore di virata e sbandamento; l'anemometro; l'orizzonte artificiale; l'altimetro; il variometro. Sotto l'orizzonte artificiale c'è l'indicatore HSI: la sua bussola indica la prora magnetica di 155 gradi.


Premere il tasto 4 (NON quello del tastierino numerico, quell'altro!) per portare il motore al 100% dei giri, quindi usare il mouse per dirigere l'aereo verso il centro della pista. Allineare esattamente l'aereo con le strisce centrali della pista, perché ad alta velocità l'aereo è poco controllabile dallo sterzo dato il piccolo carico sul ruotino.

Mantenere il puntatore del mouse in posizione neutra al centro della finestra e lasciare che la velocità cresca. Man mano che la velocità cresce la lancetta dell'anemometro si muove verso valori più alti. La nostra velocità di rotazione Vr sarà 55 knots. Se il carico fosse più elevato allora la velocità di rotazione dovrebbe essere maggiore, per esempio 60 o 65 kt.


Attenzione all'orizzonte artificiale. Con il motore al massimo l'aereo risente di una accelerazione in avanti che fa deviare l'orizzonte artificiale, che indicherà uno o due gradi in più. Questa deviazione viene però rapidamente compensata dallo strumento.


Raggiunta Vr=55 kt, eseguire la rotazione tirando il mouse verso di sè fino in fondo alla finestra. Raggiunti i 60 kt il ruotino anteriore si stacca da terra e la prora si alza piuttosto repentinamente. Immediatamente riportare un po' il mouse verso il centro in modo che il pitch si mantenga su 10 gradi. Se il pitch supera i 20 gradi la coda dell'aereo striscia in terra e il programma si arresta bruscamente.


L'orizzonte artificiale mostra un pitch di 10 gradi a salire.


A circa V2=60 kt anche il carrello principale si stacca dalla pista: il nostro C-172 è decollato.

Quando l'altimetro radar segna una altezza di almeno 100 ft e il variometro segna stabilmente un rateo positivo di salita, possiamo ritrarre il carrello (tasto g).

Mantenere il pitch su 10 gradi come indicato nella figura qui sopra. Lentamente il variometro ci conferma che stiamo salendo a un rateo compreso tra 300 e 500 fpm (feet al minuto). Mantenere questa impostazione e lasciare che la velocità aumenti. Man mano che la velocità cresce, il pitch tende ad aumentare, per cui dovremo spostare il mouse un po' avanti per mantenere il pitch di 10°.

Quando il rateo di salita supera i 500 fpm possiamo cominciare a ridurre il pitch e fissare l'attenzione sul variometro per mantenere il rateo intorno a 500 fpm. Superati i 4000 ft di altitudine la potenza del motore cala e quindi cala la velocità, per cui dovremo ridurre progressivamente il rateo di salita. Il rapporto peso/potenza di questo aeroplano non è particolarmente brillante... Se la velocità scende sotto gli 80 kt ridurre il pitch per mantenere un rateo di salita minore. Indicativamente, 90 kt sono la velocità di salita ideale.


Attenzione al variometro. L'indicazione di questo strumento risente di un ritardo di alcuni secondi. Per impostare un diverso rateo di salita conviene prima impostare il nuovo pitch sull'orizzonte artificiale con una piccola correzione di un grado o due, e poi attendere che il variometro si stabilizzi per leggere il rateo di salita o di discesa ottenuto. I movimenti del mouse devono essere sempre dolci e fluidi, mai a scatti.


Nel documento Pilotare il Cessna C-172RG vengono spiegate le prestazioni di salita di questo aeroplano. Per esempio, il massimo rateo di salita al livello del mare è di 800 ft/min a 84 kt, ma scende progressivamente al crescere della quota. Se oltrepassiamo i valori indicati, la velocità scende inesorabilmente fino a far precipitare l'aeroplano. Il modello simulato da ACM riproduce piuttosto fedelmente questi comportamenti.

Errori da evitare

Allineare bene l'aereo con il centro della pista. Durante il rullaggio ad alta velocità il controllo direzionale è limitato per via del modesto carico sul ruotino anteriore, per cui se non siamo bene allineati rischiamo di uscire dalla pista. Se proprio è necessario correggere l'allineamento, usare il timone.

Non anticipare troppo la rotazione. Tirando il mouse troppo presto aumenta la resistenza aerodinamica e sprecheremo pista. Inoltre il ruotino anteriore finirà per sollevarsi dalla pista in modo troppo brusco e rischieremo di grattare la coda.

Non ritardare troppo la rotazione. Questo, oltre a sprecare pista, comporterebbe un distacco troppo brusco con rischio di grattare la coda o di finire in stallo a pochi metri dal suolo.

Non lasciare crescere troppo il pitch. Con un pitch troppo grande l'aereo perde rapidamente velocità e rischiamo lo stallo.

Non lasciare che la velocità scenda sotto i 60 kt. Se dopo il distacco la velocità scende invece che salire, ridurre il pitch di un grado o due. Ricordarsi di ritrarre il carrello.

Livellare e stabilizzare il volo

Raggiunti i 4000 ft, portare l'aereo in volo livellato e ridurre la potenza. La velocità di crociera tipica di un C-172 può variare da 100 a 120 knots. Il nostro C-172RG col carrello retraibile raggiunge i 145 kt al livello del mare e i 140 kt a 9000 ft. La massima autonomia di volo è di 550 NM e si raggiunge mantenendo una velocità compresa tra 100 e 115 kt a una quota fino a 8000 ft.

Eseguire le variazioni di pitch con estrema delicatezza facendo sempre riferimento all'orizzonte artificiale. Controllare dopo qualche secondo sull'indicatore di salita che la velocità verticale sia quella voluta. Questo indicatore, detto in breve "variometro", risponde lentamente ai cambiamenti, per cui prima impostare il pitch, poi controllare sul variometro l'effetto ottenuto. La regola seguente ci dà la relazione tra variazione di pitch e variazione di rateo di salita:


Regola del pitch. Mantenendo una velocità costante, una variazione di pitch di un grado produce una variazione di velocità verticale pari a poco meno di 2 volte la velocità indicata dall'anemometro. Per esempio, viaggiando a 100 kt ogni grado di pitch in più o in meno contribuisce di 200 fpm alla velocità verticale. Altro esempio: sempre mantenendo la velocità di 100 kt, per passare dal volo livellato alla discesa al rateo di 1000 fpm dovremo ridurre il pitch di 5 gradi.


Una volta raggiunta la quota voluta, impostare gli RPM del motore a circa 75% e portare l'aereo in volo livellato riducendo progressivamente il pitch a circa 4 gradi. Evitare le correzioni brusche e lasciare che l'aereo oscilli un po' a salire e a scendere. Salendo perde velocità e quindi perde portanza, e questo lo costringe a scendere. Scendendo acquista velocità e quindi acquista portanza, e questo lo costringe a salire. In questo senso il sistema è "stabile". Lasciato a sé stesso, però, l'ampiezza delle oscillazioni tende a volte a crescere fino a portare l'aereo a picchiare oppure a cabrare fino allo stallo.

Lo scopo delle correzioni di pitch non è quello di impedire queste oscillazioni, ma quello di ridurne progressivamente l'ampiezza fino a quando l'aereo si stabilizza e si possono togliere le mani dai comandi (almeno per qualche secondo...).

Controllare quota e motore

Dopo un certo numero di giravolte e schianti al suolo, viene la voglia di saperne di più. Poi si scopre che pilotare bene è il vero scopo del bravo pilota virtuale. Il divertimento allora si moltiplica. Il primo problema che affrontiamo è come mantenere una quota e una velocità definita.

Cominciamo col mantenere la quota. Ad esempio, portare l'aereo a 2000 ft e stabilizzarlo a questa quota in volo livellato con un margine di 100 ft al massimo in più o in meno; non lasciare che l'aereo oscilli troppo, ma stabilizzare controllando delicatamente il pitch. Passare poi a 4000 ft e livellare come prima. In questo primo esercizio non ci preoccuperemo troppo del motore: mantenere una velocità di circa 90 kt, dando più motore per le salite e riducendo il motore in volo livellato. Il rateo di salita non dovrebbe superare i 500 fpm. Notare che al rateo di +500 fpm ci vogliono ben 4 minuti per passare da 2000 a 4000 ft. 250 fpm è un rateo più confortevole per i passeggeri perché la pressione dell'aria varia in modo più graduale. Ma noi abbiamo fretta, e 500 fpm vanno bene.

Raffinare l'esercizio con il controllo del motore: ritornare a 2000 ft e ripetere le manovre di prima cercando di mantenere la velocità fissa a 90 kt sia durante il volo livellato, sia durante le salite e le discese.

Ritornare a 2000 ft e ripetere ancora una volta mantenendo una TAS di 90 kt e un rateo di salita/discesa di +/-500 ft/min. Ora le cose si fanno più complicate perché dobbiamo controllare tre parametri: quota, rateo di salita e velocità. Ripetere fino a quando tutta la manovra risulta "pulita".

Suggerimento 1. Una volta ben regolata la potenza e l'equilibratore, l'aereo mantiene stabilmente il volo livellato a velocità costante e si possono togliere le mani dai comandi, almeno per un po'. Per impostare la salita mantenendo la velocità, prima aumentare il pitch per ottenere il rateo di salita voluto, e quindi aumentare la potenza per mantenere la velocità. Quando mancano circa 200 ft alla quota voluta, ridurre progressivamente il pitch mentre si riduce anche la potenza. Per impostare la discesa partendo dal volo livellato, semplicemente ridurre la potenza: il muso dell'aereo si abbassa docilmente senza bisogno di intervenire troppo sull'equilibratore. Circa 200 ft prima di raggiungere la quota voluta, aumentare progressivamente il pitch e la potenza.

Suggerimento 2. Il vero aereo non ha un controllo digitale della potenza, per cui la regolazione del motore tende ad assorbire una buona parte dell'attenzione del pilota. Noi invece questo controllo ce lo abbiamo, e questo ci facilita un po' la vita. Dalle prove che ho fatto mi vengono queste regolazioni per la potenza, sempre mantenendo la velocità di 90 kt:

Usando questi dati le cose dovrebbero risultare più semplici.

Facendo questo esercizio ci si rende conto di quanto sia tedioso mantenere a lungo l'assetto. Per salire a 9000 ft, per esempio, ci vogliono più di venti minuti, durante i quali non si possono lasciare i comandi per dedicarsi ad altre attività più interessanti, come controllare la rotta ed eseguire altre manovre. ACM dispone di diversi automatismi che alleggeriscono il carico di lavoro, per esempio il controllo automatico del motore, il mantenimento della quota e del rateo di salita. Questi sistemi, che chiameremo collettivamente "sistema autopilota" vengono descritti negli altri documenti. Per il momento procediamo in modo manuale per sperimentare come reagisce l'aeroplano ai vari comandi.

Virare

Virare vuol dire sterzare nel gergo aeronautico. Qui anticipiamo alcune conclusioni alle quali perverremo nel documento dedicato alle Virate standard giusto per capire di che cosa si tratta. La figura qui sotto mostra una virata standard a sinistra.


Virata standard a sinistra al rateo di 3 gradi al secondo. IAS 90 kt, quota 4000 ft, velocità verticale zero.


La virata inizia muovendo il mouse a destra o a sinistra in modo da inclinare l'aereo intorno all'asse longitudinale. Dopo che l'aereo si è inclinato, la prora comincia a ruotare sempre più in fretta finché il rateo di virata si stabilizza sul valore indicato dall'indicatore di virata. L'ampiezza dell'angolo di roll si chiama bank e questo determina anche il rateo della virata. In pratica il pilota conosce in anticipo l'angolo di bank necessario e porta subito l'aereo su questo angolo e nel giro di 3 o 4 secondi il rateo raggiunge il rateo di virata previsto. A questo punto il pilota mantiene l'inclinazione fino a quando mancano 15 o venti gradi alla prora richiesta, e poi incomincia la richiamata che riporta gradualmente l'aereo in assetto orizzontale.

Ricordare che durante le virate fa fede la bussola dell'HSI o dell'ADF, che sono stabilizzate giroscopicamente. Com'è noto, quando l'aereo si inclina oppure accelera o frena, la bussola magnetica esibisce dei comportamenti bizzarri ben noti ai piloti e che si possono indagare nel simulatore. In definitiva, la bussola magnetica non è adatta per eseguire le manovre.

Come vedremo, perché le cose vadano bene è necessario agire anche sul timone. A questo scopo è più pratico azionare l'automatismo di coordinamento timone/alettoni (SHIFT-X) e poi scordarsi del tutto del timone. Le virate risulteranno automaticamente coordinate.

Suggerimento finale: prima di cominciare la virata, controllare che l'indicatore dell'orizzonte artificiale sia posizionato sul pitch zero, cioè sulla riga orizzontale più lunga. Al decollo ci serviva che questo strumento indicasse il pitch dell'aereo, ma adesso ci serve di più l'indicazione dell'angolo di salita. Per fare questo, appena raggiunta una velocità stabile in volo livellato, muovere l'indicatore in sù o in giù con i tasti F11 F12 in modo da azzerarlo. Durante la virata dovremo quindi osservare l'orizzonte artificiale e mantenere l'angolo di bank stabilito con un angolo di salita nullo. Ricordare che tutto ciò vale solo a velocità costante. Se la velocità cambia dovremo rifare l'azzeramento dell'angolo di salita. Per ritornare all'indicazione del pitch basta riportare l'indicatore ad allinearsi con i riferimenti orizzontali fissi disegnati ai lati dell'orizzonte artificiale.

L'occhio poi gira sull'indicatore di virata e poi sulla bussola dell'HSI. Questo ciclo di osservazioni và eseguito sistematicamente fino al completamento della manovra.

Per concludere, la virata è una manovra più complicata dello sterzare un'automobile perché il pilota deve pianificare la manovra per tempo ed eseguirla con metodo. Una manovra male eseguita porta a indesiderate variazioni di velocità e di quota, e alla fine richiede altre manovre correttive, mentre nel frattempo l'aereo si è spostato di una quantità indefinita. In breve: il pilota ha perso il controllo del mezzo.


Umberto Salsi
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