PILOTAGGIO
PILOTAGGIO
. È il complesso delle manovre occorrenti a dirigere una nave, un aeroplano, un automezzo, ecc., ma si adopera soprattutto parlando di navi e di aerei. Per il pilotaggio delle navi v. manovra; navigazione.
Pilotaggio degli aerei.
Poiché un aereo è completamente libero nello spazio, i suoi movimenti possibili saranno la traslazione del baricentro e la rotazione attorno al baricentro. Se riferiamo l'aereo a una terna di assi ortogonali Ox, Oy, Oz passanti per il baricentro e diretti secondo gli assi principali d'inerzia (fig.1), la rotazione attorno al baricentro si può considerare decomposta in tre rotazioni attorno ai tre assi.
Il movimento attorno all'asse trasversale Oy si dice "beccheggio", quello attorno all'asse verticale Oz dicesi "alambardata" o "imbardata" e quello attorno all'asse longitudinale Ox "rollio".
Tali movimenti possono essere prodotti da cause esterne, quali le perturbazioni atmosferiche (raffiche, vortici, risucchi), oppure possono essere prodotti a volontà del pilota, o da lui contrastati o corretti, se dovuti a cause perturbatrici esterne, per mezzo dei relativi comandi.
I comandi di un aereo sono quindi tre, corrispondenti alle tre possibili rotazioni, e consistono nella manovra di superficie mobili che con il loro spostamento generano un'azione aerodinamica; questa, modificando l'equilibrio delle altre forze applicate all'aereo, produce un movimento nel senso voluto. Essi sono: l'equilibratore, o timone di quota, per i movimenti attorno all'asse trasversale; il timone di direzione, per i movimenti attorno all'asse verticale; gli alettoni, per il movimento attorno all'asse longitudinale. La fig. 2 mostra l'insieme delle superficie di comando e la loro disposizione in un aeroplano.
Si hanno, poi, i comandi del motore, con cui il pilota può influire sullo sforzo di trazione dell'elica.
Le prime due superficie di comando sono per lo più associate ai rispettivi organi stabilizzatori, insieme ai quali costituiscono gli "impennaggi", posti generalmente a poppa dell'aereo, la cui funzione è di provvedere la stabilità all'aereo rispetto ai movimenti di beccheggio e d'imbardata. L'impennaggio orizzontale è costituito da una velatura ordinariamente a profilo simmetrico, composta di un piano fisso anteriore (stabilizzatore) e del timone (di quota) posteriore, mobile a cerniera attorno al suo bordo anteriore, formando rispetto al piano fisso un angolo detto di barra. Al variare dell'angolo di barra varia la configurazione geometrica dell'impennaggio, e varia l'assetto longitudinale dell'apparecchio. Il comando del timone di quota si effettua per mezzo della leva di comando manovrata dal pilota, e di una trasmissione che può essere flessibile (cavi e carrucole), rigida (aste e bielle), semirigida (aste e cavi): v. figg. 3, 4 e 5. La trasmissione è disposta in modo che uno spostamento della leva in avanti provochi un angolo di barra verso il basso e una rotazione dell'apparecchio verso lo avanti.
Analogamente l'impennaggio verticale è costituito da un piano fisso (deriva) e dal timone di direzione, manovrato dal pilota per mezzo d'una pedaliera, e d'una trasmissione tale che lo spostamento del lato destro della pedaliera provochi un angolo di barra verso destra e una rotazione dell'apparecchio nello stesso senso (figg. 6, 7, 8). Per diminuire lo sforzo del pilota sulla leva di comando e sulla pedaliera, i timoni possono essere compensati, cioè avere parte della loro superficie anteriormente alla cerniera. Le figure 9 e 10 mostrano varie disposizioni di timoni.
Gli alettoni sono generalmente costituiti dai lembi posteriori, resi mobili, delle ali o di parte delle ali. Essi sono mobili a cerniera attorno al loro bordo anteriore e sono collegati in modo da rotare in senso opposto. In tal modo, mentre l'alettone che si alza diminuisce la curvatura della semiala e la relativa portanza, l'altro alettone la aumenta e ne nasce un momento di rollio che fa inclinare lateralmente l'apparecchio (fig. 11). Il comando degli alettoni avviene con lo spostamento laterale della stessa leva di comando che serve per il timone di quota, o, nei grossi apparecchi, con la manovra di un volante. La trasmissione, anche qui rigida o flessibile, è tale che l'apparecchio si inclina dalla stessa parte da cui si sposta la leva o si gira il volante (figg. 12 a 18). Gli alettoni possono presentare superficie di compensazione o speciali pianetti compensatori (fig. 19).
Per controllare il pilotaggio il pilota dispone di strumenti, tra i quali l'indicatore di velocità, l'indicatore di salita o variometro, oltre agli strumenti indicatori del motore per le manovre contenute nel piano longitudinale; la bussola e l'indicatore di virata e di sbandamento per le manovre non contenute nel piano longitudinale.
Nelle moderne scuole di pilotaggio l'allievo pilota, dopo aver eventualmente eseguito un allenamento di rullaggio sul terreno, viene istruito col sistema a doppio comando, in un apparecchio con due posti, generalmente in prosecuzione, forniti ambedue di tutti gli organi o strumenti di pilotaggio. Il doppio comando è disinnestabile dall'istruttore, il quale ha così la possibilità di correggere le manovre dell'allievo e di annullarle quando fossero pericolose.
L'allievo comincia a prendere pratica dei comandi e valutarne l'azione dipendente dalla velocità, a interpretare correttamente le indicazioni degli strumenti o avvertire dal suono il regolare funzionamento del motore, a stimare l'altezza e la natura del terreno. Egli impara in generale prima a mantenere la rotta e volare diretto, quindi apprende la virata, un quarto di giro per volta e contemporaneamente perfeziona la partenza, da ultimo impara ad atterrare. Per eseguire la partenza, dopo aver disposto l'apparecchio contro vento in modo da accrescere la forza di sostentamento, e verificato il funzionamento del motore e dei comandi, si comincia a rullare tenendo la coda leggermente sollevata da terra, badando soprattutto alla stabilità laterale che in partenza è scarsa. Raggiunta la velocità di sostentazione l'apparecchio si distacca da solo.
La virata si esegue inclinando l'apparecchio per mezzo degli alettoni dalla parte verso cui si intende girare, e spingendo contemporaneamente dalla stessa parte la pedaliera per invitare l'apparecchio ad entrare in curva. La virata è corretta quando l'inclinazione laterale è tale che la portanza dell'ala equilibra esattamente il peso e la forza eentrifuga, sicché il pilota ha l'impressione di trovarsi esattamente a piombo né avverte vento laterale. La virata a destra è generalmente più difficile di quella a sinistra perché la reazione giroscopica dell'elica tende a inclinare pericolosamente l'apparecchio in avanti. Per l'atterraggio occorre stimare bene l'altezza a cui cominciare la manovra per entrare in campo, quindi disporsi contro vento e perdere quota gradualmente, e giunti a un'altezza minima dare la giusta inclinazione in modo da toccare terra contemporaneamente in tre punti (atterraggio seduto). Se l'apparecchio è troppo inclinato all'indietro si può cadere per perdita di velocità, se inclinato in avanti si corre il pericolo di capovolgersi.
Seguono alcune esercitazioni di volo acrobatico, necessarie a dare una completa padronanza dell'apparecchio, oltre che a costituire una scuola di offesa e difesa per i piloti da caccia.
Le più comuni acrobazie sono: la scivolata d'ala, che oltre ad essere conseguenza di un'errata virata si può provocare anche direttamente per perdere rapidamente quota senza acquistare eccessiva velocità; la vite, consistente in una rapida discesa a spirale a strettissimo raggio, che può originarsi quando l'apparecchio si trova in perdita di velocità; la virata oltre i 45°, nella quale i timoni si scambiano la funzione; a picchiata verticale e successiva richiamata; la gran volta diretta (looping) o rovescia, in cui si descrive un cerchio verticale, ecc. (v. aeroplano, App. p. 12 segg.).
Sorvolando su altri tipi di aerei diversi dagli aeroplani, ricordiamo che nei più recenti tipi di autogiro tutte le superficie di comando, sia timoni sia alettoni, sono soppresse, e la dirigibilità si ottiene spostando angolarmente l'elica sostentatrice nella direzione voluta.
Si sono recentemente introdotti sistemi di pilotaggio automatico, specie nei grossi apparecchi, per liberare il pilota dalla continua azione sui comandi per le correzioni richieste dalle perturbazioni atmosferiche e da altre cause esterne. Con essi si affida a meccanismi spesso giroscopici l'azione diretta o indiretta sulle supeficie di comando per il mantenimento degli assetti longitudinale e laterale prefissati e della rotta, lasciando al pilota soltanto le vere e proprie manovre.
Nel campo dei più leggieri dell'aria, il dirigibile, se fermo, è staticamente equilibrato nello spazio sotto l'azione del peso e della spinta aerostatica, ed è pure assicurata staticamente la stabilità sia al beccheggio sia al rollio. Se il dirigibile è in moto si aggiungono le forze aerodinamiche per le quali è necessario provvedere, analogamente agli aeroplani, degli impennaggi a poppa dell'involucro, costituiti da piani fissi e mobili, sia verticali sia orizzontali. Dando un angolo di barra al timone orizzontale il pilota corregge eventuali movimenti di beccheggio e manovra l'aereo nel piano longitudinale. Soltanto in casi specialissimi le manovre di quota vengono eseguite creando uno squilibrio statico (v. dirigibile).
Il timone di direzione serve analogamente per la stabilità e manovrabilità di rotta. Nei dirigibili la stabilità di rotta non è automatica; si può solo limitare il moto di alambardata, e il pilota deve intervenire in senso inverso dopo ogni manovra per riprendere la rotta. Mancano nel dirigibile comandi per la rotazione attorno all'asse longitudinale, perché non si eseguono manovre con movimenti di rollio, rispetto ai quali la stabilità è assicurata staticamente.
I palloni osservatorio o frenati non hanno organi di manovra e sono trattenuti alla quota di osservazione da un cavo. Per la stabilità all'azione del vento hanno posteriormente tre sacche a 120° che funzionano da impennaggi e sono fornite di palloncino gonfiabile dal vento. Gli sferici o palloni liberi sono sprovvisti di organi di stabilità e manovrabilità dinamica, e si muovono solo per azione del vento e dello squilibrio statico, dovuto alla differenza tra spinta aerostatica e peso. Tale differenza è regolabile per mezzo della valvola del gas e della zavorra; utilizzata, oltre che per la salita, per mantenere la quota e per dare stabilità alla discesa.