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L'head-up display (HUD)Ultimo aggiornamento: 2007-08-31
Il programma nella modalità HUD.
Piattaforma inerziale di riferimento (IRU)
Head-up display (HUD)
Velocità e quota
Variometro
Indicatore di rotta
Angolo di attacco
Indicatore di virata
Timer
Mach-metro
Altimetro radar
Altri indicatori sul cruscotto
Riferimenti e approfondimenti
L'inertial reference unit (IRU) contiene un giroscopio a 3 o più assi e di 3 accelerometri lineari collegati a un computer che forniscono costantemente l'assetto di volo sotto forma di posizione assoluta e orientamento del veicolo. Le piattaforme inerziali più moderne utilizzano giroscopi laser (lasergyro) ed eliminano ogni parte in movimento, offrendo eccezionali caratteristiche di precisione.
Allineamento dell'IRU. Con l'aeroplano parcheggiato nell'aeroporto, il pilota deve introdurre nel computer dell'IRU le coordinate geografiche della piazzola di sosta, che sono indicate con precisione nelle piantine degli aeroporti. Il sistema inerziale esegue quindi l'allineamento con la verticale del luogo (determinata dagli accelerometri) e con l'asse di rotazione terrestre (determinato dal giroscopio) e da questo momento in poi il computer dell'IRU traccia ogni spostamento dell'aeroplano.
Navigazione inerziale. L'IRU fornisce la posizione corrente (latitudine e longitudine), l'assetto dell'aereo (roll, pitch, yaw), la velocità rispetto al suolo e, incrociando i dati con la velocità dell'aria, anche la velocità del vento. Tutte queste informazioni permettono al pilota di guidare l'aereo con precisione anche per ore in assenza totale di riferimenti esterni, bussola o radio assistenze. Tutte queste informazioni vengono presentate al pilota in vari modi, ad esempio si possono comandare degli indicatori analogici, oppure uno schermo LCD, oppure ancora l'HUD di cui parliamo adesso.
I dati forniti dall'IRU, sottoposti ad ulteriore elaborazione, vengono proiettati su di uno schermo semiriflettente posto di fronte al pilota, in modo che il pilota possa mantenere lo sguardo sempre diretto in avanti. Evidentemente si tratta di un ausilio importante quando il pilota è impegnato in un combattimento aereo. Nel nostro caso ci concentriamo sul volo "pacifico", ma comunque l'HUD è una grande comodità rispetto a un classico pannello di strumenti. Anche il Cessna C-172RG simulato da ACM ne è dotato. In effetti ACM fornisce una unica interfaccia per tutti gli aerei simulati, cosa poco realistica ma comunque utile per apprezzare meglio il comportamento dei diversi aeroplani.
Le informazioni più importanti sono la velocità vera rispetto all'aria (TAS, true air speed) e la quota. La scala verticale di sinistra mostra la TAS espressa in decine di knot (1 knot = 1 NM/h = 1852 m/h). Sotto i 50 knot il nostro C-172 precipita, anche con i flap completamente abbassati. La TAS indicata è, appunto, la velocità rispetto all'aria circostante misurata nella direzione dell'asse longitudinale dell'aereo. In assenza di vento e in assetto di volo orizzontale, la TAS corrisponde alla velocità rispetto al suolo.
La scala verticale di destra dà la quota rispetto al livello del mare in migliaia di feet (1 ft = 0.3048 m). Con l'aumentare della quota, cala la densità dell'aria, e così anche la potenza del motore e la portanza, fatto che va compensato con un maggior numero di giri del motore e un maggiore angolo di attacco.
Di tutti gli aerei simulati, solo il Boeing 747, l'MD-81 e il caccia AMX hanno la cabina pressurizzata. Per gli altri aerei oltre alla quota di circa 10000 ft (3000 m) il pilota non allenato comincia a manifestare malesseri da anossia e sono necessarie le maschere ad ossigeno. Oltre i 40000 ft (12000 m) anche l'ossigeno puro non basta e sarà necessaria anche una tuta a pressione simile a quella degli astronauti.
Sotto la scala della quota appare l'indicazione della velocità di salita espressa in ft/min. Il valore diventa negativo quando si perde quota. Negli aerei privi di HUD questa importante indicazione viene fornita dal variometro. Senza questo strumento sarebbe difficile compiere manovre precise basandosi solo sull'altimetro. In volo livellato, la velocità di salita dovrebbe essere zero. Al decollo è spesso necessario mantenere la massima velocità di salita sia per superare ostacoli al suolo, sia per limitare l'inquinamento acustico nelle aree circostanti l'aeroporto. In fase di atterraggio è indispensabile ridurre la velocità di discesa per rendere morbido il contatto con la pista.
La scala orizzontale in basso è l'indicatore di rotta. Per default ACM mostra il TH (true heading) cioè la direzione geografica verso la quale è orientato l'aereo. Premendo SHIFT-M si passa al MH (magnetic heading) cioè la direzione indicata dalla bussola magnetica. La differenza tra le due quantità è dovuta al fatto che il nord magnetico non corrisponde al nord geografico. L'entità di questa differenza si chiama variazione magnetica e si indica con il simbolo VAR. Per la precisione:
TH = MH + VAR
La VAR è quindi positiva quando il nord magnetico è spostato verso est, e negativa quando è spostato verso west. Ad esempio VAR=+6° si indica anche come 6°E.
Nelle comunicazioni alla torre e nelle rotte indicate sulle carte si fa sempre riferimento alla direzione magnetica. Anche le stazioni VOR, gli ILS e gli orientamenti delle piste fanno sempre riferimento al nord magnetico. Questo perché la bussola megnetica è lo strumento elementare più importante sul quale il pilota può fare affidamento per orientarsi. Tuttavia le carte stesse sono orientate sempre con il nord geografico in alto, sicché quando tracciamo le rotte con riga e goniometro dovremo fare la conversione da TH a MH. Le carte indicano sempre la variazione magnetica media dell'area a una certa data, in modo che sia possibile fare la conversione da TH a MH e viceversa.
Al centro dell'HUD, vicino al cerchietto indicatore della prora, si muove un altro cerchietto più grande con tre segmenti a raggiera che simboleggia l'aereo. Questo simbolo rappresenta la direzione effettiva del moto dell'aereo e ci sarà particolarmente utile per gli atterraggi con vento laterale.
La differenza angolare in senso verticale tra la prora e la direzione del moto è l'angolo di attacco, cioè l'angolo di incidenza delle ali rispetto all'aria. Quando questo angolo supera un certo valore critico (che vale circa 14° per il C-172) si ha lo stallo, cioè il moto dell'aria intorno alle ali diventa turbolento e si perde completamente la portanza. Questa condizione pericolosa deve assolutamente essere evitata quando si vola a bassa quota e a bassa velocità, tipicamente in fase di atterraggio. L'unico modo per recuperare da uno stallo è quello di perdere quota per guadagnare velocemente velocità e quindi riprendere il controllo. Ovviamente questa manovra non può riuscire se ci troviamo troppo bassi...
L'indicatore di turn rate è un cursore che si muove sopra una scala con 5 tacche. Questo indicatore mostra la velocità angolare di rotazione dell'aereo rispetto al suo asse verticale. La scala è tarata con tacche corrispondenti alle velocità di rotazione standard di 1,5°/s e 3°/s. Lo zero si trova al centro.
Sotto la stessa scala c'è un piccolo segmento verticale che indica l'accelerazione lungo l'asse trasversale dell'aereo. In questo caso ogni tacca corrisponde a 0,25 g di accelerazione, mentre lo zero si trova al centro. Queste indicazioni sono fondamentali per eseguire con precisione le manovre standard di virata.
Il cronometro si usa principalmente per misurare i tempi delle virate (ecco perché sta proprio sotto il turn and slip indicator) e consente anche di misurare i tempi di percorrenza. All'inizio appaiono solo i secondi poi, man mano che il tempo cresce, appaiono anche i minuti e le ore. Premere t per attivare, fermare o azzerare il conteggio.
Alle velocità più elevate il comportamento aerodinamico dell'aereo viene influenzato dal numero di Mach, il rapporto tra la velocità rispetto all'aria e la velocià del suono. La velocità del suono cala al crescere della quota, per cui il numero di Mach non è una unità di misura assoluta della velocità, ma relativa alla velocità del suono. La tabella sotto mostra l'andamento della velocità del suono (1 Mach) al variare della quota:
| Altitudine (ft) | Velocità del suono (kt) |
|---|---|
| 0 | 659 |
| 10000 | 640 |
| 20000 | 615 |
| 30000 | 590 |
Quando la velocità supera i 0.20 Mach, il Mach-metro appare subito sotto all'indicatore di virata (la figura qui sopra non lo mostra perché la velocità è troppo bassa).
Gli aerei con motore a scoppio non possono raggiungere velocità molto elevate, per cui difficilmente saremo interessati al numero di Mach per questo tipo di aerei. Gli aerei a reazione, invece, offrono il loro rendimento migliore a quote piuttosto elevate (oltre 20000 ft) e velocià comprese tra 0,8 e 0,9 Mach.
La scala dell'altimetro radar appare a destra della scala della quota quando ci troviamo a meno di 2500 ft dal suolo. La scala è tarata in centinaia di piedi. Serve in fase di atterraggio per sapere quando è il momento di ridurre il pitch per toccare la pista in modo soffice (manovra di flare). Tipicamente quando mancano 100 piedi è il momento di ridurre la velocità di discesa per rendere l'impatto più morbido. Inoltre è un utile allarme quando ci troviamo a bassa quota.
Una serie di spie sulla sinistra segnalano l'attivazione, l'avaria o l'allarme su vari sottosistemi dell'aereo:
OIL (motore fermo)HYD1 (impianto idraulico primario guasto)
HYD2 (impianto idraulico secondario guasto)
GEN1 (impianto elettrico primario guasto)
GEN2 (impianto elettrico secondario guasto)
FLAP (flap guasti)
SPBRK (freno aerodinamico guasto)
RADAR (radar guasto)
TEWS (sensore missili TEWS guasto)
HUD (HUD guasto)
G-LOAD (superato 75% carico alare massimo)
FUEL (carburante residuo sotto il 15%)
SPD BRK (freno aerodinamico inserito)
BRAKES (freno ruote inserito)
Sulla parte destra del cruscotto c'è l'indicatore di velocità di rotazione del motore. Immediatamente sotto sono riportati il livello di carburante e il flusso di carburante al motore. E' interessante notare che al crescere della quota sia la spinta sia il consumo di carburante diminuiscono. Inoltre, man mano che il carburante diminuisce, il peso dell'aereo diminuisce anch'esso e diventa più agile.
L'immagine dell'ala in sezione mostra la situazione dei flap e subito alla sua destra c'è il pomello di regolazione del massimo angolo di bank per il pilota automatico.
Tre spie indicano quando il carrello è sollevato o abbassato. Dimenticare di abbassare il carrello durante l'atterraggio è la causa più frequente di incidenti in ACM :-) Pertanto è meglio abituarsi ad abbassare il carrello appena comincia la discesa verso la pista.
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