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Daniel Bernoulli stabili che in un fluido in movimento la somma della pressione statica e della pressione dinamica e costante:
| Simbolo | Grandezza | Descrizione |
|---|---|---|
| ptot | Pressione totale | Somma di statica e dinamica |
| ps | Pressione statica | Pressione atmosferica del fluido a riposo |
| pd | Pressione dinamica | Pressione dovuta al movimento (1/2 ρv2) |
| ρ | Densita | Massa per unita di volume dell'aria |
| v | Velocita | Velocita del fluido |
Per alimentare gli strumenti di bordo e necessario captare le pressioni dall'esterno del velivolo:
E un foro posto sulla fusoliera, perpendicolare al flusso d'aria. Capta solo la pressione statica (atmosferica).
E un tubo rivolto nella direzione del moto. Capta la pressione totale (statica + dinamica).
| Strumento | Pressione utilizzata |
|---|---|
| Altimetro | Pressione statica |
| Variometro | Pressione statica |
| Anemometro | Differenza tra totale e statica (dinamica) |
| Grandezza | Valore ISA |
|---|---|
| Pressione | 1013,25 hPa (= 1013,25 mbar = 29,92 inHg) |
| Temperatura | 15 °C (= 288 K) |
| Densita | 1,225 kg/m3 |
| Grandezza | Gradiente |
|---|---|
| Temperatura | -6,5 °C / 1000 m (circa -2 °C / 1000 ft) |
| Pressione | -1 hPa ogni 27 ft (circa -1 hPa ogni 8 m) |
Gli strumenti di bordo si dividono in due grandi categorie:
| Categoria | Principio di funzionamento | Strumenti |
|---|---|---|
| Strumenti a capsula | Misurano variazioni di pressione tramite capsule aneroidi | Altimetro, Variometro, Anemometro |
| Strumenti giroscopici | Sfruttano le proprieta del giroscopio (rigidita e precessione) | Orizzonte artificiale, Direzionale, Virosbandometro |
Contiene una o piu capsule aneroidi sigillate. La cassa dello strumento e collegata alla presa statica. Al diminuire della pressione (salita), le capsule si espandono e muovono le lancette.
| Lancetta | Indicazione |
|---|---|
| Lancetta corta | Migliaia di piedi (1000 ft) |
| Lancetta lunga | Centinaia di piedi (100 ft) |
| Lancetta sottile (se presente) | Decine di migliaia di piedi (10.000 ft) |
L'altimetro puo essere regolato su diverse pressioni di riferimento, ottenendo indicazioni diverse:
| Regolazione | Pressione impostata | L'altimetro indica | Uso tipico |
|---|---|---|---|
| QFE | Pressione al livello del campo | ALTEZZA (0 ft a terra) | Circuito di traffico |
| QNH | Pressione ridotta al livello del mare | ALTITUDINE (elevazione a terra) | Navigazione sotto TA |
| QNE (1013) | Pressione standard 1013,25 hPa | LIVELLO DI VOLO (FL) | Navigazione sopra TA |
In Italia la TA = 6000 ft. Sopra questa quota si imposta 1013 hPa e si usano i livelli di volo (FL).
L'altimetro e tarato per l'atmosfera ISA. Se la temperatura reale e diversa da quella standard, l'indicazione sara errata:
| Condizione | Effetto sulla quota vera | Rischio |
|---|---|---|
| Aria piu fredda di ISA | Quota vera INFERIORE a quella indicata | PERICOLO - voli piu bassi del previsto! |
| Aria piu calda di ISA | Quota vera SUPERIORE a quella indicata | Margine di sicurezza maggiore |
Se non si aggiorna il QNH durante il volo, volando verso zone di bassa pressione l'altimetro indichera una quota maggiore di quella reale (e viceversa).
Contiene una capsula collegata alla presa statica. La cassa e pure collegata alla presa statica, ma tramite un foro calibrato (capillare).
In salita/discesa, la pressione nella capsula varia istantaneamente, mentre nella cassa varia con ritardo. La differenza di pressione muove la lancetta.
| Fase di volo | Comportamento |
|---|---|
| Volo livellato | Lancetta sullo zero |
| Salita | Lancetta verso l'alto (valori positivi) |
| Discesa | Lancetta verso il basso (valori negativi) |
La capsula e collegata al tubo di Pitot (pressione totale). La cassa e collegata alla presa statica. La capsula misura la pressione dinamica per differenza.
| Sigla | Nome | Descrizione |
|---|---|---|
| IAS | Indicated Airspeed | Velocita letta direttamente sullo strumento |
| CAS | Calibrated Airspeed | IAS corretta per errori strumentali e di posizione |
| EAS | Equivalent Airspeed | CAS corretta per compressibilita (ad alte velocita) |
| TAS | True Airspeed | EAS corretta per densita (velocita vera rispetto all'aria) |
Il quadrante dell'anemometro presenta archi colorati che indicano i limiti operativi del velivolo:
| Colore | Limite inferiore | Limite superiore | Significato |
|---|---|---|---|
| VS0 Stallo config. atterraggio |
VFE Max velocita con flap |
Arco BIANCO - range flap estesi | |
| VS1 Stallo config. pulita |
VNO Max normale operativa |
Arco VERDE - range normale | |
| VNO Max normale operativa |
VNE Mai eccedere |
Arco GIALLO - solo aria calma | |
| VNE - Velocita da non eccedere MAI | Linea ROSSA - limite assoluto | ||
| Simbolo | Nome | Descrizione |
|---|---|---|
| VS0 | Stall Speed 0 | Velocita di stallo in configurazione atterraggio (flap, carrello estesi) |
| VS1 | Stall Speed 1 | Velocita di stallo in configurazione pulita (flap, carrello retratti) |
| VFE | Flap Extended | Velocita massima con flap estesi |
| VNO | Normal Operating | Velocita massima in condizioni normali |
| VNE | Never Exceed | Velocita da non eccedere MAI |
| Concetto | Valore |
|---|---|
| Pressione ISA al livello del mare | 1013,25 hPa |
| Temperatura ISA al livello del mare | 15 °C |
| Densita ISA al livello del mare | 1,225 kg/m3 |
| Gradiente termico ISA | -6,5 °C / 1000 m |
| Gradiente barico | -1 hPa ogni 27 ft |
| QFE indica | ALTEZZA (0 a terra) |
| QNH indica | ALTITUDINE (elevazione a terra) |
| QNE (1013) indica | LIVELLO DI VOLO (FL) |
| Altitudine di transizione (Italia) | 6000 ft |
| Aumento TAS con quota | +2% ogni 1000 ft |
| Arco bianco | VS0 - VFE (flap) |
| Arco verde | VS1 - VNO (normale) |
| Arco giallo | VNO - VNE (cautela) |
| Linea rossa | VNE (mai eccedere) |