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Altimetro

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Uno degli strumenti fondamentali a disposizione del pilota è l'altimetro.
L'altimetro barometrico basa il suo principio di funzionamento sul concetto che la pressione atmosferica è generata dal peso dell'aria che ho sulla testa, se salgo di quota avrò meno aria sulla testa, meno peso, e quindi anche la pressione sarà diminuita.
Fatta questa considerazione, mi basterà misurare la pressione atmosferica e conoscere come varia questa con la quota per sapere a che distanza dal suolo sto volando.
In effetti l'altimetro barometrico altro non è che un barometro che misura la pressione statica dell'aria, solo che invece di dare indicazioni in millibar le da direttamente in piedi (o metri).
 
Le prese statiche normalmente sono almeno due, poste su ambedue i lati della fusoliera in modo che si compensino gli effetti dovuti ad un eventuale sbandamento del velivolo.
Al suolo devono sempre essere protette in modo che non possano occludersi a causa di sporcizia o insetti.
 
Sin qui tutto sarebbe perfetto se non fosse che:
Anche alla stessa quota, in momenti diversi, la pressione atmosferica può cambiare notevolmente. Questo è dovuto al fatto che la pressione atmosferica varia in funzione della stagione e delle condizioni meteorologiche (o sarebbe più appropriato dire che sono le condizioni meteo che variano in funzione delle differenze di pressione, ma questa è un'altra storia...).

 

Il gradiente barico verticale (cioè quanto cambia la pressione al variare della quota), fissato in 27 ft per ogni millibar di differenza di pressione in aria standard, non è sempre quello. Se l'aria è più o meno densa di quella "campione" standard (quella che al livello del mare ha una pressione di 1013.25 mb e una temperatura di 15°C) anche questo varia, e anche di ciò dobbiamo tener conto se vogliamo conoscere esattamente la nostra quota vera.


 
Per quanto riguarda il primo problema (la pressione varia ogni giorno), basta fare riferimento alla pressione al suolo e calcolare la quota in funzione della differenza rispetto a questa.
In pratica le stazioni a terra rilevano la pressione al livello del mare (o da un'altra parte, ma con semplici calcoli la riportano a quella che ci sarebbe al livello del mare) e ne informano il pilota.
Il valore di pressione riferito al livello del mare è indicato come QNH ed è senz'altro la più importante delle informazioni che le stazioni di terra forniscono ai velivoli in transito.
Una volta conosciuto il valore del QNH il pilota ruota un'apposita manopola sull'altimetro sino a riportare il valore del QNH sulla finestrella dello strumento. Questa "taratura" di fatto fa coincidere l'indicazione "ZERO" (cioè il livello del mare) con la pressione indicata dal QNH.
L'altimetro così tarato indica una quota calcolata tenendo conto di un gradiente barico verticale di 27ft/mb, tipico dell'aria standard (temperatura 15°C al livello del mare a 1013.25 mb).
Se invece, come quasi sempre accade, la temperatura dell'aria SAT (Static Air Temperature - misurata o al suolo o in volo) è diversa da quella "standard" (indicata come ISA International Standard Air), bisogna ulteriormente correggere tale indicazione.
Una formula "empirica" ma sufficientemente corretta permette di calcolare tale variazione aggiungendo 4/1000 di ft per ogni grado di differenza di temperatura tra la SAT e la ISA per ogni piede di quota indicato.

ATTENZIONE: memorizzate attentamente la figura: se l'aria è calda (SAT>ISA) la quota indicata è minore di quella vera, per cui noi siamo più alti di quanto non ci dica l'altimetro.
Se fa freddo, invece (SAT<ISA) la quota reale è inferiore a quella indicata, e cioè noi siamo più bassi di quanto non indichi l'altimetro.

 

In pratica i calcoli da fare sono i seguenti:
Si corregge la quota di pressione (Pressure Altitude, PA) indicata dall'altimetro tarato sul valore standard di 1013 mb (il valore corretto è di 1013.25, ma provate un po' voi a regolare i centesimi di millibar sulla finestrella di un altimetro!) aggiungendo una variazione di quota di 27 ft per ogni millibar di differenza.

IA = PA + (QNH-1013)x27

In questo modo si ottiene la "Indicated Altitude", IA, così detta perché se questa operazione la facciamo ruotando la manopolina sull'altimetro sino a riportare il valore del QNH nella finestrella di taratura, è proprio questo il valore che leggiamo (indicato) dallo strumento.
Un'ultima correzione per passare dalla IA (Altitudine Indicata) alla TA (True, cioè "vera" Altitude) la facciamo applicando questa semplice formula:

dove DT è il valore SAT - ISA che indica la differenza tra la temperatura dell'aria attuale e quella standard.
ATTENZIONE: La correzione per la differenza nel gradiente barico verticale va applicata sull'indicazione riferita alla superficie isobarica di riferimento che abbiamo.
Se ad esempio abbiamo tarato l'altimetro sul QFE (e cioè sul valore di pressione riferito al suolo nella zona in cui stiamo volando) la IA è di fatto la separazione indicata rispetto al livello del suolo.

Separazione verticale tra due velivoli

Nel caso (frequente) che si debba calcolare l'effettiva separazione verticale tra due velivoli che abbiano altimetri tarati su riferimenti differenti, si vede facilmente come l'errore dovuto alla differente taratura dell'altimetro sia importante e vada quindi considerato (se un altimetro è tarato su una superficie isobarica a quota differente rispetto a quella su cui è tarato il secondo è ovvio che proprio questa differenza di quota tra le due isobare dovrà essere considerata nel valutare l'effettiva separazione verticale dei due velivoli), mentre invece l'errore dovuto alla diversa densità dell'aria rispetto alla ISA abbia poco valore e possa quindi essere trascurato.
Infatti tale errore vale solo 4/1000 di piede per ogni grado di temperatura di differenza e ancora per ogni piede di differenza di quota.
Siccome i calcoli li devo fare quando la separazione dei velivoli è piccola, per cui esiste il rischio di collisione, si vede come una differenza di temperatura anche di 20°C, riportata su una distanza di 100 ft non influisca che per soli 8 ft.

Regolazione dell'altimetro - codici

QNE
Livelli di Volo
Tarare l'altimetro sul QNE vuol dire regolarlo sul valore standard di 1013 mb.
Questa regolazione non fornisce un valore utile rispetto alla effettiva quota di volo (non può essere utilizzato per confrontarlo con l'altitudine degli ostacoli come ad es. le montagne), ma è il valore universalmente utilizzato per definire i livelli di volo.
Per convenzione un livello di volo è espresso in centinaia di piedi (ad es. 15.000 ft sul QNE equivalgono a FL "Flight Level" 150). Questo riferimento si usa durante la navigazione per mantenere la separazione dagli altri velivoli (tutti con altimetro tarato su QNE).
QNH
Altitudine,Quota
Il QNH è il valore della pressione misurata al livello del mare ovvero il valore della pressione misurata su un altimetro che fornisca la quota corretta di una stazione al suolo.
Tarare l'altimetro su tale valore permette una efficace valutazione della quota e quindi della separazione rispetto ad ostacoli di quota indicata come le montagne.
Per una valutazione precisa il valore indicato dovrebbe essere corretto dell'errore dovuto alla densità dell'aria diversa dalla ISA..
QFE
Altezza, Separazione al suolo
In questo modo l'altimetro è tarato in modo da segnare zero al livello del suolo.
L'indicazione fornita è una efficace indicazione della separazione dal suolo, ma vale solo per la ristretta zona di operazioni impegnata.
Spesso si tara l'altimetro su tale valore nel volo in aliante o nel volo acrobatico, quando non importa la quota assoluta ma solo la altezza rispetto al suolo di un ben preciso campo di volo.
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