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 Pilotare il Boeing 747

Ultimo aggiornamento: 2017-09-30

Diamo le indicazioni di massima per pilotare il Boeing 747 simulato da ACM e condurre con successo le operazioni di decollo e atterraggio con questo aeroplano. Daremo per scontato di avere già fatto esperienza con un aereo più maneggevole come il

Indice

Cenni storici
Scheda tecnica
Decollo
Atterraggio
Esercizio: atterraggio su Milano - Malpensa RWY 17L

Cenni storici

Nel 1915 William Boeing, commerciante di legname nello stato di Washington, cominciò ad interessarsi alla nascente industria dell'aeronautica. Una volta imparato i rudimenti del volo, si cimentò insieme a un socio nella costruzione del loro primo aeroplano, un idrovolante. Con l'arrivo della Prima Guerra Mondiale, Boeing divenne il più grande produttore di caccia militari e aerei da addestramento, per poi dedicarsi ai servizi postali e, successivamente, al trasporto di passeggeri. Nel 1929 il trimotore B-80 era in grado di trasportare 12 passeggeri, e Boeing era diventato uno dei più grandi produttori di aeromobili, arrivando ad espandere i suoi interessi in tutti i settori dell'aeronautica, incluso servizi, aeroporti ecc.

Nel 1934 l'antitrust americana, preoccupata che questa situazione di monopolio potesse danneggiare lo sviluppo dell'industria aeronautica, sciolse la società. William Boeing, amareggiato, lasciò il settore aeronautico. Ciò che rimaneva della società mantenne il nome e si concentrò sui grandi aerei passeggeri e sui bombardieri. Durante la Seconda Guerra Mondiale divennero celebri i bombardieri B-17 e B-29, detti "fortezze volanti", e dopo la fine della guerra produsse il B-52, ancora oggi operativo.

Il B-747-400 in fase di atterraggio.

Negli anni '50 e '60 il settore del trasporto civile era in piena espansione, e Boeing passò dagli aerei ad elica agli aerei a getto di varie dimensioni. Nel 1969 entrò in servizio il gigantesco B-747, soprannominato "Jumbo" per la sua mole: capace di trasportare oltre 400 passeggeri con bagaglio, fu concepito per le rotte più lunghe e le traversate oceaniche. Ai giorni nostri Boeing produce la maggior parte degli aerei da trasporto civile.

Scheda tecnica

Il B-747 è un aereo versatile disponibile in diversi modelli e diverse configurazioni per adattarsi alle esigenze della clientela. Qui presentiamo le principali caratteristiche tipiche di un B-747-400.

Dimensioni: lunghezza 69 m, larghezza 64 m, altezza 19 m. Massa a vuoto: 370'000 libbre (168'000 kg). Motori: 4 da 50'000 lbf di spinta. Consumo medio: 24'000 lb/h. Serbatoi: fino a 360'000 libbre (163'000 kg). Passeggeri: 430. Range: 8400 NM (15'500 km). Service ceiling: 41'000 ft (12'500 m). Velocità: 250 kt fino a 10000 ft; 0.50-0.60 Mach da 10000 ft a 16000 ft; 0.60-0.79 Mach da 18000 ft a 31000 ft; 0.80 Mach oltre i 31000 ft. Velocità di crociera: da 0.80 a 0.88 Mach. Inversori di spinta: azionare fino a velocità inferiore a 80 kt. Freni: azionare per velocità inferiori a 80 kt. Manovre a terra: 15 kt, 25 kt max, 8 kt on turn. Lunghezza pista: almeno 2 NM (12'000 ft). V₁: 124 kt (100'000 lb fuel, 20° flaps). V_R: 135 kt (100'000 lb fuel, 20° flaps). V₂: 148 kt (100'000 lb fuel, 20° flaps). Vento massimo: 10 kt in coda, 30 kt di lato.

Come abbiamo detto, il B-747 è concepito per i lunghi voli ad alta quota, dato che alle basse quote (meno di 15'000 ft) l'efficienza dei motori si riduce. Il service ceiling è la quota massima alla quale l'aereo può mantenere un rateo di salita di 100 ft/min e rappresenta, in pratica, la massima quota alla quale l'aereo può manovrare.

V₁ è la massima velocità fino alla quale il pilota può abortire il decollo nel caso qualcosa vada storto (ad esempio si ferma un motore); evidentemente il suo valore dipende anche dal carico di carburante e dalla lunghezza della pista, per cui quello che ho riportato va considerato come un valore esemplificativo. Se la velocità supera V₁ il pilota non ha altra scelta che tentare il decollo.

Alla velocità V_R il pilota tira il volantino e il muso dell'aereo inizia ad alzarsi, e poco dopo la ruota anteriore si stacca del suolo. Anticipare o ritardare questa azione da parte del pilota comporta sprecare pista.

V₂ è la velocità alla quale dovrebbe avvenire il distacco da terra del carrello principale.

Per le velocità più elevate si usa il numero di Mach. Abbiamo visto parlando della strumentazione di bordo che la velocità del suono dipende dalla quota, e pertanto per calcolare i tempi di percorrenza ad una data velocità espressa in Mach dovremo tenere conto anche della quota scelta.

Decollo

La strumentazione dei moderni 747 è ormai completamente aggiornata, e davanti al pilota, al posto dei vecchi strumenti, ci sono i display del computer di bordo che mostrano la situazione di volo e lo stato dei sistemi. Per sicurezza in caso di guasto del sistema computerizzato, al centro della cabina ci sono anche i consueti strumenti analogici che il nostro programma riproduce nella modalità "strumentazione classica". In ogni caso le informazioni visualizzate in un sistema o nell'altro sono sempre le stesse: altitudine, velocità, pitch, bank e così via.

Riportiamo la procedura tipica per il decollo con il Boeing 747 con il nostro simulatore:

1. Partiamo con 100'000 lb di carburante (che ci danno circa tre ore di volo e un'ora di riserva) e 500 passeggeri (200 x 500 = 100'000 lb di carico utile) per una massa totale al decollo di 570'000 lb (259'000 Kg).
2. In acm.tcl, scegliere il B-747 con circa 100000 lb di payload, 100000 lb fuel, partenza da una pista di lunghezza adeguata, per esempio Fiumicino, pista LIRF 16L. Allineare perfettamente l'aereo con la striscia centrale.
3. Inserire i freni.
4. Abbassare i flap a 20 gradi.
5. Portare il motore al massimo e quando la lancetta raggiunge il 70% rilasciare i freni. (NOTA: insistendo con il motore al massimo, l'aereo comincia a rullare anche con i freni tirati, con rischio di danneggiamento).
6. Fare attenzione alla velocità: appena raggiunge i 135 kt tirare il mouse il più possibile. La prora dovrebbe alzarsi di qualche grado. Non eccedere i 15°; a 20° la coda striscia sulla pista!
7. Appena l'aereo si è staccato dal suolo (il variometro segna positivo) in sequenza occorre:
   • ridurre il pitch in modo da mantenere un rateo di salita di circa 2000 ft/min
   • ritrarre il carrello
   • togliere i flap regolando la potenza e il pitch di conseguenza
   • ridurre la potenza in modo che la velocità sia circa 240 kt
8. Una volta stabilizzato il rateo di salita su 2000 ft/min circa, inserire l'auto-pilota nel modo "hold climb rate" e regolare la potenza per mantenere 240 kt. Assicurarsi di avere ritratto il carrello e i flap!
9. Raggiunta quota 10'000 ft possiamo aumentare gradualmente la velocità a 0.50-0.60 Mach dando più potenza, sempre mantenendo un rateo di salita di 2000 ft/min.
10. Raggiunta quota 16'000 ft ridurre progressivamente il rateo di salita a circa 1'200 fpm, lasciando crescere la velocità verso i 0.7 Mach. Proseguire con questo rateo e velocità fino alla quota di crociera, tipicamente compresa tra 24'000 e 35'000 ft. Qui supporremo che la quota di crociera sia solo di 20'000 ft, adatta per i voli brevi.
11. All'approssimarsi della quota di crociera, ridurre il rateo di salita a circa 500 ft/min.
12. Raggiunta la quota di 20'000 ft regolare la velocità su 0.75 Mach, che a questa quota corrisponde a una IAS di 350 kt e a una TAS di 460 kt. Per quote più elevate è possibile mantenere una velocità maggiore con minore consumo di carburante. 41'000 ft è la quota massima di manovra, ma per arrivarci dovremo stare attenti a mantenere un rateo di salita molto piccolo perché l'aereo diventa molto instabile per via dell'aria rarefatta.

Atterraggio

Prevede tre fasi: ridurre quota e velocità; raggiungere l'imbocco del percorso di discesa dell'ILS; contatto a terra e arresto. La prima fase richiede un ampio spazio. Per esempio, scendere da 20'000 ft a 5'000 ft "brucia" circa 50 NM, per cui bisogna iniziare la manovra con adeguato anticipo sulla distanza dall'aeroporto. In alternativa possiamo usare i freni aerodinamici, ma questo implica che abbiamo sprecato carburante per raggiungere una quota o una velocità non adatte.

1. Situazione: quota 20'000 ft, velocità 0.75 Mach, distanza dall'aeroporto di almeno 80 NM, carburante residuo: 50'000 lb. Nell'esempio che faremo dovremo raggiungere quota 5'000 ft con velocità di 180 kt.
2. Portare i motori in posizione "idle" e lasciare che la velocità scenda a circa 250 kt IAS. Poi inclinare l'aereo in modo che scenda con un angolo di circa 3 gradi. Mantenere il rateo di circa −1200 ft/min inserendo l'auto-pilota. La situazione degli strumenti è quella della figura qui sotto. Il B-747 è un buon aliante, con un best glide ratio intorno a 17. Ciò significa che in planata per ogni miglio di quota perso (circa 6000 ft) avremo percorso 17 miglia.

   NOTA. Tutti i "circa" di questo paragrafo sono dovuti al fatto che ai fini tecnici di sfruttamento del mezzo non è strettamente necessario eseguire le manovre rispettando esattamente questi numeri, salvo che così sia disposto dal piano di volo. Ad esempio, tenendo un angolo di discesa più grande arriveremo a terra prima, ma anche la velocità sarà maggiore per cui copriremo una distanza maggiore. In definitiva "cadremo" più o meno nello stesso punto.

   

   Impostazione della discesa da alta quota. L'immagine è molto rimpicciolita per motivi di impaginazione. Il panorama monotono non differisce di molto da quello che i piloti vedono realmente in questa fase. Per mantenere un angolo di discesa di 3 gradi vale la solita formula: velocità_verticale[fpm] = 5 * velocità[kt].

3. Ricordare che sotto i 10'000 ft vige il limite di 250 kt, per cui prima di raggiungere questo limite dovremo livellare per perdere velocità oppure azionare il freno aerodinamico. Poco prima di raggiungere la quota prevista di 5'000 ft, per esempio a 6'000 ft, ridurre gradatamente il rateo di discesa a −500 ft/min.
4. Raggiunta la quota di circa 5'000 ft portarsi in volo livellato alla velocità di 180 kt. Inserire l'AP e l'AT per mantenere quota e velocità. Seguire le indicazioni della IAP (la carta di volo per l'avvicinamento all'aeroporto) e le indicazioni della torre.
5. Una volta raggiunto il piano del LOCATOR le procedure IAP fanno in modo che a questo punto il GS si trovi sopra di noi, e quindi andremo a intercettare il GS da sotto. Una volta intercettato il piano del GS impostare la discesa sul percorso dell'ILS. Eseguire nell'ordine:
   1. impostare una velocità ai 160 kt nell'AT
   2. abbassare il carrello
   3. disabilitare l'AP
   4. impostare un angolo di discesa di −3°
   5. aumentare i flap a 20°

   Raggiunta la velocità di 160 kt, controllare il pitch in modo che l'angolo di discesa sia di 3° con un rateo di −800 ft/min. Inserire l'AP (SHIFT-A) per mantenere questo rateo.

   Controllare l'allineamento con il LOCATOR. Per via della bassa velocità e del grande momento d'inerzia dell'aereo, le variazioni di rotta sono lente e bisogna imparare ad anticipare molto le correzioni. Conviene togliere l'auto-coordinatore e usare solo il timone per controllare l'allineamento del LOCATOR.

   Controllare anche l'allineamento con il GS. Se è necessario correggere il rateo di discesa, disabilitare l'AP, agire sul pitch e poi reinserire l'AP.

   L'aereo dovrebbe scendere docilmente fino alla soglia della pista senza bisogno di troppe correzioni. Se la situazione sfugge di mano, meglio fare un missign approach e riprovare. In tal caso portare i motori al massimo (premere 4; questo disabilita anche tutti gli altri automatismi), sollevare il carrello (premere g), ridurre i flap a 10° (premere y) e risalire seguendo la procedura indicata dalle carte.

   In alternativa possiamo lasciar fare tutto al pilota automatico inserendo l'auto-landing (AL), ma così le cose sarebbero troppo facili :-)

6. In prossimità della soglia pista (l'altimetro radar segna circa 150 ft) togliere l'AP e riprendere i comandi manuali. Quando l'altimetro radar segna circa 100 piedi inizia la manovra di richiamata (flare):
7. Ridurre il motore al minimo (tasto 1). Questo disabilita anche l'auto throttle.
8. Ridurre gradualmente il pitch in modo che la velocità di discesa scenda sotto i −300 ft/min e l'impatto sia soffice. Attenzione all'effetto suolo: è sufficiente un piccolo movimento del mouse o si rischia di riprendere quota.
9. Controllare l'altimetro radar: appena il carrello principale tocca terra, cominciare ad abbassare la prua in modo da far toccare dolcemente anche la ruota del carrello anteriore.
10. Azionare il freno aerodinamico (premere quattro volte s).
11. Inserire l'inversore di spinta. Per azionare gli inversori di spinta bisogna prima ridurre la potenza a idle (tasto 1), poi azionare la paratie (tasto SHIFT-!) e quindi portare i motori al 75%, oppure 100% se la pista è molto corta.
12. Quando la velocità è scesa sotto circa 80 kt, portare il motore al minimo, disinserire l'inversore di spinta e azionare i freni delle ruote.
13. Seguire le indicazioni della pista per il taxing verso il parcheggio. La velocità di manovra a terra dovrebbe essere compresa tra 8 kt per le curve strette e i 25 kt massimo sui rettilinei.

Esercizio: atterraggio su Milano - Malpensa RWY 17L

L'atterraggio è la manovra più delicata. Conviene impostare il programma per ripetere lo stesso atterraggio fino a quando si è capaci di eseguirlo con sicurezza. Procurarsi la carta ENAV MILANO/MALPENSA ILS Y RWY 17L (c'è sul sito VATITA) e avviare il programma con queste impostazioni:

Aereo: Boeing-747
Scenario: italy.acmscene
Coordinate: 45-22N 9-03E
Quota: 5200 ft
Heading: 319° TH
TAS: 185 kt
Fuel: 50000 lb

Ci troviamo a 20 NM dall'aeroporto di Malpensa sul radiale 319 di MAL. Appena avviato il programma l'inizo è brusco perché l'aereo è un po' scomposto. Sollevare il carrello, inserire l'auto-throttle impostando 180 kt, inserire l'auto-coordinatore, stabilizzare la quota a 5000 ft e inserire l'auto-pilota. La figura qui sotto mostra il profilo di discesa verso la pista.

Profilo di discesa verso Malpensa RWY 17L, ILS Y.

Sintonizzare NAV1 su MAL 111.20 MHz radiale 319 e perfezionare l'allineamento con il radiale. Sintonizzare NAV2 sul localizer IAM 109.90 MHz 169°.

Una volta passato MAL virare sul radiale 329 e iniziare la discesa a −1000 ft/min fino a quota 3000 ft. Occorre inserire il freno aerodinamico per mantenere la velocità. Per mantenere il rateo di discesa useremo come al solito l'auto-pilota.

Raggiunta la distanza di 8.0 NM virare a destra a un rateo di circa 2 gradi/s (l'angolo di bank è di 20 gradi). Passare al NAV2 con l'ILS. Verso 150 MH cominciare a drizzare per allinearsi al LOCATOR.

Conviene cominciare a ridurre la velocità a 160 con flap a 10 gradi. Scendere a 2700 ft.

Una volta intercettato il GS, abbassare il carrello, ridurre la velocità a 160, impostare un rateo di discesa di −850 ft/min, abbassare i flap a 20 gradi. Concentrarsi sull'allineamento con il LOCATOR. Notare che dovremo intercettare il LOCATOR da molto vicino; la fase di discesa da D7 alla pista dura solo 2,5 minuti, per cui le manovre vanno eseguite con una certa sollecitudine.

La parte conclusiva dell'atterraggio prosegue come abbiamo già descritto.

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