Vento, Turbolenza, Carico Alare ed altre storie

Il vento, la turbolenza, il carico alare ed i loro effetti sulla condotta dei velivoli sono concetti basilari noti a tutti i piloti ma che spesso, sono anche causa di confusione. Qui di seguito si cercherà di fissare alcuni punti fermi in modo semplice e sintetico che aiutino i piloti di ieri, di oggi e, soprattutto, di domani a fare chiarezza su questi concetti.

1) Effetto del vento
Il vento quando ha direzione ed intensità costanti non ha alcun effetto sulla meccanica del volo ma produce soltanto una deriva dell'aereo in volo rispetto al terreno

2) Turbolenza e peso
Un aereo reagisce tanto meglio alla turbolenza quanto più è alto il suo carico alare. Il peso da solo non basta a definire il comportamento di un dato aeroplano in condizioni di turbolenza.
Due aerei con pesi differenti ma con uguale carico alare si comporteranno in modo molto simile in condizioni di turbolenza. E' anche da notare che più è alto il carico alare, meno pilota e passeggeri sentono la turbolenza ma più salgono i carichi che la struttura portante dell'aereo deve assorbire. In pratica un aereo con basso carico alare sobbalza di più ma le ali si flettono di meno di uno con più alto carico alare.
L'aeroplano che vola in turbolenza si può assimilare ad un automobile che viaggia su un terreno sconnesso considerando le ruote ed i relativi ammortizzatori facenti la funzione che, nell'aereo, è svolta dalle ali. Si capisce così che a parità di rigidità degli ammortizzatori, l'auto più leggera sobbalzerà di più sullo sconnesso ma i suoi ammortizzatori incasseranno di meno. Viceversa, l'auto più pesante, avrà una maggior compressione degli ammortizzatori ma l'abitacolo sobbalzerà di meno.

3) Virata a favore di vento dopo il decollo
Per quanto espresso al punto 1, la virata a favore di vento dopo il decollo (anche ammesso di invertire la rotta e passare da vento contro a vento in coda) non ha alcun effetto sulla velocità all'aria e, pertanto, non può far stallare l'aeroplano qualunque sia la sua massa e la sua inerzia, purchè il vento mantenga intensità e direzione costanti durante tutta la manovra. Il fatto che un aereo più pesante rischi di più invertendo la rotta rispetto al vento (sempre nell'ipotesi di vento costante) perchè, avendo più inerzia, impiega più tempo ad accelerare, è una grossa schiocchezza perchè l'aereo non deve affatto accelerare quando inverte la rotta, sarà solo la sua velocità al suolo che cambierà per effetto del movimento della massa d'aria in cui lui è immerso. Questa variazione, fra l'altro, non è instantanea ma avviene gradualmente durante la virata.
La virata in favore di vento va comunque evitata se possibile o affrontata con particolare attenzione perchè a causa dell'aumento della velocità al suolo l'angolo di rampa, rispetto al suolo, si schiaccia, ed, in presenza di ostacoli, può non essere possibile superarli. Inoltre, anche in assenza di ostacoli, l'aumento di velocità al suolo con la conseguente diminuizione dell'angolo di rampa, può "illudere" il pilota di avere velocità in eccesso e rateo di salita insufficiente inducendolo ad aumentare l'angolo di incidenza avvicinandosi pericolosamente allo stallo perchè, dopo il decollo, l'incidenza potrebbe essere già piuttosto alta.

4) Energia cinetica, energia potenziale ed energia totale
L'energia totale posseduta da un aeroplano in volo è la somma della sua energia cinetica e della sua energia potenziale.
L'energia potenziale è funzione dell'altezza dell'aereo rispetto al terreno.
L'energia cinetica è funzione della velocità di volo.
Siccome però esistono due diverse velocità di volo, quella all'aria (TAS) e quella al suolo (GS) esistono anche due diverse quantità di energia cinetica.
L'energia cinetica che l'aeroplano dissiperebbe urtando un ostacolo fisso al suolo è, ovviamente, dipendente dalla velocità al suolo. Questa energia cinetica è anche l'energia cinetica reale dell'aeroplano dal punto di vista fisico.
L'energia cinetica che l'aeroplano può trasformare in quota durante una cabrata, invece, è funzione della velocità all'aria. L'aeroplano, in pratica, si comporta come un ciclista che corre su un nastro trasportatore sul quale, ad un certo punto, si trova un piano inclinato. L'energia cinetica totale del ciclista è data dalla somma fra la sua velocità rispetto al nastro trasportatore e la velocità del nastro stesso, ma se il ciclista, arrivato sul piano inclinato, smettesse di pedalare e covertisse la sua energia cinetica in energia potenziale salendo sul piano inclinato, potrebbe convertire solo la porzione di energia cinetica dovuta al suo moto rispetto al nastro trasportatore.

5) Comportamento in raffica
In caso di vento non costante con raffiche e correnti ascendenti e discendenti, il discorso cambia radicalmente perchè, adesso, gli effetti sulla meccanica del volo ci sono e sono evidenti. Le raffiche di vento e le correnti, infatti, fanno cambiare la velocità all'aria e l'angolo di incidenza e possono provocare il superamento dell'incidenza critica e, volando ad alta velocità, anche il superamento della VNE.
In questo caso la massa, e quindi l'inerzia, dell'aeroplano, giocano un ruolo molto importante. Sarà l'aeroplano più pesante, e, quindi, più inerte, a rischiare di più in presenza di repentini cambi di direzione ed intensità del vento perchè, a causa della sua maggiore inerzia impiegherà più tempo per adeguarsi alla nuova velocità.
In pratica, in presenza di vento a raffiche, è bene sempre avere dei margini sia sull'incidenza critica (specialmente durante l'avvicinamento per l'atterraggio), sia rispetto alla VNE (durante il volo ad alta velocità).

6) Ascendenze, Discendenze, vento relativo ed incidenza
Dal momento che un aeroplano stallerà sempre al raggiungimento dell'angolo di attacco critico e che il valore dell'angolo di attacco, in presenza di turbolenza, non è più sotto il diretto controllo del pilota, occorre prestare particolare attenzione a mantenere adeguati margini rispetto all'incidenza critica.
Nel volo livellato e rettilineo in assenza di correnti ascendenti e discendenti, l'angolo di incidenza è immediatamente visualizzabile dal pilota perchè è legato con l'assetto. Nel caso le ali abbiano un angolo di calettamento nullo, l'AoA è addirittura coincidente con l'assetto. La presenza di una corrente ascendente, però, cambia improvvisamente la direzione del vento relativo e, di conseguenza, cambia istantaneamente l'AoA senza alcun intervento del pilota sulla barra e, quindi, sull'assetto. L'entità del cambio di AoA, ovviamente, dipende dal rapporto fra velocità della corrente ascendente e velocità del vento relativo e non è facilmente visualizzabile dal pilota.

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