La gestione della quota di crociera nell'aviazione moderna: oltre la routine

FLIGHT CORNER

RUBRICA DI CULTURA TECNICA AERONAUTICA
a cura di Leonardo Ricci

LA GESTIONE DELLA QUOTA DI CROCIERA NELL'AVIAZIONE MODERNA: OLTRE LA ROUTINE

Nell’era dell’aviazione moderna, la fase di crociera è comunemente vista come una parte standard del volo. Tuttavia, per i Piloti professionisti, questa fase rappresenta una finestra operativa di fondamentale importanza, dove ogni decisione influenza non solo le prestazioni dell’aeromobile, ma anche l’efficienza del carburante, l’autonomia operativa e la redditività complessiva dell’operatore aereo. La gestione avanzata delle prestazioni aeronautiche moderne si concentra, in particolare, sulla selezione accurata dell’altitudine di crociera, un parametro che riveste un’importanza cruciale a livello tecnico.

Determinazione della Massima Altitudine Operativa

La massima altitudine alla quale un aeroplano può operare è determinata da una combinazione di fattori tecnici ed operativi, inclusa la certificazione dell’aeromobile, la spinta disponibile e le considerazioni aerodinamiche. Vediamo nel dettaglio come questi elementi convergono per stabilire i limiti operativi di un velivolo.

Quota Massima Certificata: Questo limite viene stabilito durante la certificazione dell'aeromobile e tiene conto della sua struttura e della capacità di pressurizzazione. La certificazione garantisce che l’aeroplano possa operare in sicurezza fino a una certa altitudine, oltre la quale la struttura stessa potrebbe non resistere alle sollecitazioni legate alla pressurizzazione.
Quota Limitata dalla Spinta: Man mano che la quota aumenta, la densità dell’aria diminuisce, riducendo di conseguenza la spinta che i motori sono in grado di generare. Questo fenomeno stabilisce la cosiddetta Thrust Limited Altitude, ovvero la massima quota alla quale l’aeromobile può mantenere una spinta sufficiente per la crociera o per la salita. Per gli aerei di linea, questa quota è generalmente determinata dalla capacità dei motori di mantenere un rateo di salita residuale minimo di 100 piedi al minuto in crociera o 300 piedi al minuto in fase di salita.
Quota Limitata dal Margine di Manovra (Buffet Margin): Questo limite è imposto dalla necessità di mantenere un margine di sicurezza sufficiente prima di entrare nel buffet, ovvero la condizione in cui l’aeromobile inizia a manifestare instabilità aerodinamiche che possono portare allo stallo. Il margine di manovra, influenzato da parametri come il fattore di carico (g) e le condizioni di turbolenza, diminuisce con l'aumento della quota. La normativa EASA richiede un margine di 1.3 g rispetto all'iniziale buffet, che corrisponde a un angolo di virata di circa 40° prima che si manifestino segni di buffet.

I variometri residui che determinano la quota massima limitata dalla spinta sono specificati nella pagina PERF FACTORS del FMC, una sezione dedicata all'impostazione di parametri avanzati del sistema. In questa pagina, i ratei di salita di default possono essere modificati in base alle politiche operative della compagnia aerea. In particolare, il Minimum Rate of Climb at Climb Speed and Climb Thrust ed il Minimum Rate of Climb at Cruise Speed and Thrust possono essere impostati su un range compreso tra 0 e 999 piedi al minuto, mentre il valore per l'Engine Out Altitude e l'Engine Out Speed at Continuous Thrust può essere selezionato tra 0 e 500 piedi al minuto. Questi parametri influenzano direttamente la quota massima limitata dalla spinta, garantendo flessibilità operativa in base a necessità specifiche.

Il ruolo del Flight Management Computer (FMC)

Il sistema Flight Management Computer (FMC) svolge un ruolo chiave nella gestione della massima altitudine operativa. Il FMC calcola e mostra al pilota la quota massima operativa in un determinato momento, prendendo in considerazione tre fattori: la quota certificata, la quota limitata dalla spinta e la quota limitata dal margine di manovra. Di queste tre, il sistema seleziona automaticamente la più bassa e la visualizza sul display come la quota massima.

Su aeromobili come il Boeing 737, l’FMC fornisce ulteriori dettagli al pilota, indicando se la limitazione massima è dovuta alla spinta (con una "T" per Thrust) o al margine di manovra (con una "B" per Buffet). Queste informazioni sono cruciali per i piloti nella scelta della migliore strategia operativa in fase di crociera.

Considerazioni per operazioni con un motore in avaria

Un’altra funzionalità avanzata del FMC riguarda il calcolo della quota massima operativa con un motore in avaria. In questo scenario, il sistema calcola la Engine Out Ceiling, la massima altitudine alla quale l’aeroplano può mantenere un rateo di salita di 100 piedi al minuto con l’altro motore alla spinta di Continuous Thrust. Tuttavia, questo valore può essere variato, come specificato prima, entro un range compreso tra 0 e 500 piedi al minuto, a seconda delle esigenze operative od indicazioni dell’operatore.

Variabili condizionanti: peso, CG e temperatura

Il calcolo della quota massima operativa da parte del FMC tiene conto di molteplici variabili, tra cui il peso dell’aeromobile, il Centro di Gravità (CG) e la deviazione di temperatura. Quest’ultimo fattore ha un impatto significativo sulla spinta dei motori, influenzando direttamente le prestazioni dell’aeromobile ad alta quota.

La fase di crociera, lungi dall’essere una parte “di routine” del volo, richiede una gestione sofisticata da parte dei Piloti. La selezione dell’altitudine ottimale, insieme al monitoraggio dei parametri operativi, garantisce che l’aeromobile operi nel suo range di massima efficienza e sicurezza. Le funzionalità avanzate dei moderni sistemi FMC offrono ai piloti strumenti essenziali per prendere decisioni informate, basate su una vasta gamma di dati tecnici ed operativi.

Continuate a seguire la rubrica tecnica Flight Corner per ulteriori approfondimenti e su altre tematiche fondamentali dell'aviazione moderna.

Alla prossima puntata!

ACRONIMI UTILIZZATI NEL TESTO

FMC Flight Management Computer (Computer di bordo per la gestione del volo)

ISA International Standard Atmosphere (Atmosfera ideale le cui caratteristiche sono utilizzate per lo studio delle performance aeronautiche e non solo)

CG Center of Gravity (La posizione media del peso di un oggetto)

Le informazioni e gli articoli presenti in questa rubrica tecnica sono forniti a scopo informativo e didattico. Non hanno valore operativo e non sostituiscono in alcun modo i manuali ufficiali della compagnia aerea o dell'operatore aereo di riferimento. Si raccomanda di fare sempre riferimento alla documentazione ufficiale ed alle procedure operative del proprio operatore per garantire la conformità alle norme vigenti.