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1923 "Navigazione Aerea"

 







 

La Navigazione aerea ha stretta analogia con quella marittima. Oggi, dopo i rapidissimi progressi nel campo delle costruzioni, gli aviatori si preoccupano di dotare i propri apparecchi di strumenti che consentano una navigazione nell'aria altrettanto sicura di quella che da secoli si compie nell'elemento liquido. Abbiamo creduto pertanto di far casa gradita ai nostri lettori pregando un valoroso ufficiale aviatore di dir loro quali siano le difficoltà, quali i primi successi raggiunti in questo importantissimo campo tecnico dell'aviazione.

Navigazione in mare e nell'aria

Il volo con apparecchi meccanici, superba conquista del genio umano, perla grandiosa ,bellezza che ha in sè, attrae il pubblico profano che ammira la macchina transvolante velocissima sopra di noi nell'ampio cielo, Sullo sfondo azzurro, intuisce lo splendore delle visioni panoramiche godute dall'alto, subisce il fascino di questo nuovo mezzo di locomozione, entusiasmandosi per i lunghi raids e per le impressionanti acrobazie.

Ancor oggi però, la gran massa del nostro pubblico, per la mancanza in Italia di linee aeree regolarmente funzionanti e per la povertà numerica delle nostre ali, considera il volo come uno sport pericoloso, e si limita in genere ad osservazioni superficiali, estetiche, emotive. Scarsa o quasi nulla è la conoscenza dei progressi che la scienza e la tecnica hanno raggiunto in questi anni, sia nel campo costruttivo ed aerodinamico, fu in quello delle molteplici, svariate applicazioni relative alla navigazione aerea. In questo breve articolo vogliamo limitarci a dare una idea, sia pure molto generica e sommaria, dei metodi e degli strumenti usati per navigare nel cielo.

Prima della recente guerra, ed ancora nel periodo iniziale di essa, gli aeroplani avevano poca autonomia, scarsa velocità, quindi ogni volo era in genere di breve durata e si compiva su tragitti limitati; in seguito, col crescere della velocità oraria e della autonomia, aumentarono proporzionalmente i percorsi. Per la navigazione aerea si verificò quanto in tempi passati era avvenuto per la navigazione marittima. Anticamente i marinai veleggiavano seguendo le coste, tenendosi cioè costantemente in vista della terra per non smarrirsi; in tal modo erano costretti a compiere lunghi percorsi impiegando tempi enormi. Colla invenzione della bussola incominciò la vera navigazione marittima perchè solo allora poterono ardire i marinai di lanciarsi attraverso gli oceani sicuri di conoscere in ogni istante la direzione della marcia; questo piccolo strumento fu così la causa di una vera rivoluzione nei trasporti sul mare. Dal timido cabotaggio si passò agli audaci viaggi sui mari alla conquista di nuovi continenti, allargando il campo dell'attività economica dell'Europa, e si sviluppò a grado a grado una nuova scienza: quella della navigazione marittima.


L'atmosfera, che è spazio a tre dimensioni, richiede la generalizzazione dei problemi della navigazione sugli oceani; la maggior vastità del cielo rispetto a quella del mare porta con sè una maggiore ampiezza e difficoltà nelle questioni scientifiche e tecniche la cui soluzione sarà fonte di progressi di

inestimabile valore. L' analogia, che esiste fra i metodi di navigazione marittima e quelli di navigazione aerea, può far ritenere, a prima vista, che, sin dai primordi della aeronavigazione, abbia dovuto rendere rapidi gli studi, le nuove ricerche e l'applicazione a bordo dei velivoli dei sistemi usati sulle navi. Invece durante i cinque anni di guerra hanno progredito con celerità sorprendente i perfezionamenti nelle costruzioni aeronautiche, ma non hanno proceduta di pari passo, come si sarebbe potuta prevedere, la creazione, 1'installazione e 1'uso di strumenti per navigare nell 'aria ; per quanto sin da allora le azioni di ricognizione strategica, spingentisi su basi sempre più lontane e di bombardamento notturno, ognor più intenso, facevano sentire il bisogno di strumenti che rendessero sicura ed esatta la rotta al disopra delle nubi e nel buio della notte. Colla pace, iniziatasi 1 'attività aerea nel campo civile, coi grandi raids da continente a continente e coll' organizzarsi di servizi regolari di trasporto, la risoluzione del problema si impose come una necessità urgente e di capitale importanza.

Ci si può infatti chiedere quale sicurezza di volo e quale rendimento in tempo ed in economia commerciale si otterrebbe se aeroplani da trasporto, col loro carico di passeggeri o di merci, per mancanza di strumenti precisi, deviassero dalla rotta, per nebbia o nubi od oscurità, venendosi cosi a trovare su zone o montane o marine ove impossibile o difficile e pericoloso fosse l'atterraggio, allungando il percorso di centinaia di km. con conseguente perdita di tempo e maggior consumo di macchine e di combustibile ?

Ben si comprende come, per le forti velocità di traslazione, anche 1 'errore di un piccolo angolo di rotta porti, dopo pochi minuti, a spostamenti laterali rilevanti.

L'aeroplano, esposto, come la nave, alla azione delle correnti e, per la maggior parte del tempo, privato della vista di punti di riferimento terrestri o per cattiva visibilità o perchè lanciato su regioni sconosciute o zone poco fedelmente riprodotte sulla carta, sarà costretto a rendersi indipendente dalla osservazione continua del suolo e ad attuare come abituale la navigazione scientifica.


Come la nave rettifica il suo cammino per mezzo delle osservazioni astronomiche, quando attraverso le nubi può scorgere il cielo, così l 'aeroplano può rettificare la rotta colla osservazione di punti del suolo ogni qualvolta scorge la terra attraverso uno squarcio di nubi o zone libere da nebbia e quando, di notte, può rilevare località illuminate o punti di riferimento individuati da segnalazioni luminose. La navigazione aerea diviene perciò una scienza ; da qui la necessità di ampliare le nozioni di cui deve essere edotto il pilota, fornendolo di una coltura analoga a quella dei capitani di lungo corso, e rendendolo padrone degli elementi della scienza del navigare: dalla astronomia alla aerologia, dalla radiotelegrafia a1la conoscenza teorica e pratica degli strumenti.

In un prossimo avvenire le attuali scuole di pilotaggio diverranno scuole di navigazione e di manovra degli aeroplani, ed avremo così dei piloti-navigatori. Nei grandi velivoli 1'ufficiale di rotta sarà od un osservatore od il capo pilota ; il pilota di turno alla manovra si limiterà ad agire in base agli ordini dell 'ufficiale addetto alla rotta.

La navigazione aerea si prefigge la ricerca dei mezzi per determinare: sia la rotta più diretta o più pratica che l'aeromobile deve eseguire per recarsi, attraverso le vie dell'aria, dal punto di partenza a quello d'arrivo ; sia la posizione occupata dall' aeromobile al di sopra del suolo, in qualsiasi istante del viaggio. L'assieme di questi mezzi e dei metodi coi quali essi si attuano costituisce la scienza della navigazione aerea, la quale permette di tracciare in precedenza le rotte, di stabilire orarii di marcia precisi, di superare i mari o i deserti senza pericolo di smarrirsi, individuando matematicamente o graficamente la posizione della aeronave nello spazio in un dato istante.

La conoscenza dei movimenti delle correnti aeree e della frequenza dei venti dovrà intervenire perla scelta delle quote di navigazione lungo le rotte aeree, nel senso quindi della terza dimensione, mentre, per quanto riguarda il tracciato di una rotta, il problema è uguale sia per la navigazione marittima che per quella aerea.

Il principale problema che deve risolvere la scienza della navigazione aerea è la determinazione del punto, che si ottiene con differenti metodi. Si ha il punto stimato (navigazione stimata) quando esso si ricava dagli elementi della marcia: direzione, velocità, deriva. Si ha il punto osservato (navigazione osservata) quando lo si rileva con mezzi speciali, indipendenti dai parametri del moto dell'aeroplano ; essi sono la radiogoniometria e l'osservazione degli astri.

I due mezzi si compenetrano e si completano per cui devono essere impiegati simultaneamente per rendere vieppiù precisa e sicura la navigazione.

Strumenti indispensabili a bordo, con qualsiasi sistema si navighi, sono le carte geografiche o topografiche, la bussola ed il barografo


e carte per la navigazione aerea (I)

Le esigenze della navigazione aerea, per la ampiezza dell'orizzonte, per la visione dall'alto, per la velocità di traslazione, per le eventualità di atterraggi fuori campo, sono tali per cui le normali carte non rispondono a tutti i requisiti occorrenti per il loro impiego a bordo di un aeromobile. La rapidità di spostamento rende inutile un gran numero di dettagli delle carte terrestri ed il valore dei capisaldi, dal punto di vista della identificazione del terreno, è totalmente cambiato.

Per ciò sono stati studiati altri tipi di carte che danno una rappresentazione evidente di talune caratteristiche del suolo in modo da renderne pronta la percezione, facilitando così la determinazione del punto . Ci limiteremo ad accennare alle speciali caratteristiche ed al modo come vengono impiegate. Per convenzione internazionale sono stati preventivati due tipi di carte per la navigazione aerea : la carta generale e quella normale. La prima è la vera carta di grande navigazione; su di essa il pilota deve tracciare le rotte, segnare i punti osservati e le correzioni di rotta e di deriva. Questa carta è fatta in modo che il navigatore possa formarsi un immediato concetto della conformazione del terreno specie per quanto riguarda gli ostacoli montagnosi. La rappresentazione del suolo in essa è fatta con tinte ipsometriche corredate da numerose quote altimetriche. Indispensabile è la conoscenza delle diverse altitudini del terreno, specie quando si sorvolano regioni di montagna, con tempo nebbioso o nuvoloso, per regolare in base ad esse la quota di volo. Elemento importante per la navigazione aerea è pure la declinazione magnetica che deve essere segnata sempre sulla carta generale (II).

Le carte normali, di uso complementare a quelle generali, sono compilate con gran copia di dettagli del terreno, utili perla sua osservazione particolareggiata, specie prima di compiere un atterraggio. Inoltre le due carte portano segni caratteristici e indicazioni interessanti per il navigatore aereo, quali : i punti di rotta, gli aeroscali, le linee ad alta tensione, le stazioni radiotelegrafiche, le correnti aeree dominanti, ecc. ecc. Attualmente è di normale uso un portacarte che contiene una striscia scorrevole di carta riproducente una ristretta fascia di terreno a cavallo della rotta, coll 'inconveniente che se si esce durante il volo dalla striscia tagliata non si ha più carta à disposizione. In aeroplani monoposti con spazi angusti era questa forse la migliore soluzione, ma tale sistema dev'essere senz'altro abolito nei grandi velivoli ove il navigatore è comodamente installato. Come sulle navi si usano carte resistenti, sulle quali si possono tracciare segni ed eseguire cancellature senza logorarle, così sugli aeroplani devono essere adottate carte di analoga struttura robusta, su speciali supporti orientabili e scorrevoli.

La navigazione aerea non ha saputo far tesoro della esperienza di anni ed anni di navigazione marittima e si sono perciò ripetuti gli errori da questa commessi. Forse vi sarà chi ricorda ancora come, una trentina d 'anni or sorto, si verificarono numerosi disastri marittimi dovuti al fatto che i comandanti delle navi avevano voluto, per un malinteso spirito di economia, non consumare le carte, tralasciando di segnarvi le rotte, i punti, ed i vari rilievi. Così, in questi anni, quanti aeroplani dovettero scendere fuori campo con danni al personale ed al materiale per non aver avuto a bordo la carta o non averla saputa impiegare bene ed a tempo !

È perciò errore gravissimo economizzare nella dotazione delle carte e nel loro uso ; esse devono essere impiegate non solo per il confronto col terreno sorvolato, ma debbono servire per tracciare in precedenza le rotte e segnare durante il volo le posizioni dell'aeronave.


(I) Su questa importante questione di carattere tecnico il T. C. L ha da tempo richiamato l' attenzione degli aviatori italiani fino ad oggi però senza poterne avere chiara indicazione di direttive da essi preconizzate con uniformità di giudizio tale da poterle ritenere attendibili. Anche le deliberazioni internazionali sono per il momento conclusioni puramente teoriche e inapplicate. (Nota della Redazione).


(II) Declinazione magnetica è l'angolo che la direzione Nord - Sud della bussola fa colla direzione Nord - Sud Vera. Essa è dovuta al fatto che l’ago della bussola sotto l'azione del magnetismo terrestre si orienta al Nord magnetico e non al Polo Nord della terra.


La navigazione stimata

Essa è a base della navigazione metodica, si compie con strumenti determinatori della velocità, dell'orientamento e della deriva. Se gli aeroplani volassero sempre in aria calma, più facile e più precisa sarebbe la navigazione a stima, ma invece essi sono sottoposti alle azioni continuamente variabili dei venti. Le correnti aeree, trasversali al moto dell'aeroplano, causano uno spostamento laterale di esso; di conseguenza la direzione della prua del1a nave non corrisponde alla direzione reale del movimento; l'angolo formato dalle due direzioni costituisce la deriva.

Vi è ancora forse qualcuno che crede, erroneamente, che l'influenza del vento sia diversa a seconda del peso e della superficie degli aeromobili ; mentre invece uguale deriva subiscono sia il più grande dirigibile come il più piccolo aeroplano quando abbiano pari velocità di traslazione. Ciò che giustifica l'inganno in cui può incorrere un osservatore, profano e superficiale, è il fatto che le derive nei dirigibili sono più forti perchè la velocità loro è in genere molto inferiore a quella degli aeroplani. Non può farsi il paragone per la deriva tra le aeromobili e le navi in quanto queste ultime hanno una parte immersa nell'acqua, che risente l'influenza del filone della corrente ed una parte emersa colpita dal vento, mentre l'aeronave è tutta immersa nello stesso mezzo. Può farsi invece il paragone fra la aeromobile ed il sommergibile navigante in completa immersione. Gli strumenti impiegati per la navigazione stimata sono la bussola, che è lo strumento base, 1'orologio cronografo a secondi, il giornale di bordo e gli apparecchi registratori della velocità, de1la rotta e de1la deriva. Il giornale di bordo è il documento imposto dai regolamenti ; su di esso vengono segnati, in ordine cronologico, tutti i dati interessanti la navigazione alla stima, quali: gli orientamenti, le derive, le velocità, le quote, il regime dei motori, i fenomeni aerologici osservati.

Varia e complessa sarebbe la descrizione dei principii, sui quali sono basati i vari strumenti, dei dettagli di costruzione e del modo come si impiegano. Limitiamoci ai nomi e agli scopi dei principali strumenti. Per la determinazione della velocità vi sono vari tipi di indicatori fondati sulla mi- sura della pressione dell' aria risultante dalla marcia dell'aeromobile. Quando la navigazione si svolge nelle nubi od in mezzo a frequenti e forti colpi di vento, ben difficile è mantenere l'aeroplano nella direzione stabilità. Vi sono perciò strumenti indicatori che registrano anche i minimi cambiamenti di direzione; in genere essi sono basati sul principio del giroscopio ed azionati elettricamente.

Per mantenere poi l'aeroplano orizzontale, il che è indispensabile nel momento in cui si effettua la misura della velocità, si hanno inclinometri di vario tipo che seguano l’inclinazione dell’apparecchio sia nel senso laterale che in quello longitudinale.

Per la misura della deriva si hanno cerchi calcolatori, e per la direzione di marcia da indicatori di rotta.

Per semplificare ed agevolare le operazioni del navigatore aereo e diminuire il numero degli strumenti a bordo, sono stati inventati già apparecchi complessi costituiti dalla riunione dei singoli strumenti sopraccennati, i quali registrano tutti gli elementi necessari per la navigazione alla stima.


La navigazione osservata

Si compie colla osservazione diretta del suolo; col rilevamento dei punti lontani visibili, colla determinazione radiogoniometrica e colle osservazioni astronomiche. L'osservazione diretta del suolo è il sistema di navigazione più semplice ; esso può usarsi quando si sorvolano regioni dense di punti di riferimento caratteristici. Non bisogna però confondere questo modo di determinare verticalmente il punto col semplice paragone continuo del terreno colla carta.

Quando da lontano appare un oggetto caratteristico quale un campanile, un faro od altro, lo si traguarda con apposita alidada posta al disopra della bussola ricavando, con speciali procedimenti, gli elementi per la navigazione. Oltre ai capisaldi lontani visti ci sì può riferire a quelli lontani intesi determinando il punto per mezzo della radiogoniometria. Esso si ottiene per mezzo di stazioni radiotelegrafiche a terra con antenne orientabili e di speciali telai di recezione a bordo delle aeromobili, per cui il velivolo può individuare la propria posizione 1’ispetto a due stazioni terrestri delle quali è nota la dislocazione e le due stazioni possono rilevare la rotta e la velocità dell' aeromobile (navigazione radiogoniometrica).

A terra, la misura dell'altezza angolare di un astro al di sopra dell 'orizzonte, passante per l'occhio dell'osservatore, si ottiene col teodolite munito di livelle a bolla, molto precise.

In mare, a bordo delle navi, esso è inutilizzabile, per cui si impiega il sestante che misura l'altezza angolare di un astro al di sopra dell'orizzonte del mare. In volo è necessario ricorrere ad un orizzonte artificiale causa la poca precisione nella determinazione della quota di volo e per il fatto che molte volte l'orizzonte è brumoso e non ben definito, talora addirittura invisibile per nubi o nebbia.

Gli orizzonti artificiali possono essere o pendolari (liquidi, a bolla) o giroscopici. I sestanti impiegati in aeronautica sono di vario tipo e si devono considerare quasi tutti ancora nel periodo delle prove. Essi sono lontani dal raggiungere una precisione paragonabile agli strumenti nautici; ma muovendo l'aeroplano nello spazio a tre dimensioni può permettersi una navigazione meno rigorosa di quella delle navi che hanno da temere possibili incagli.


Il mezzo in cui si naviga.

Questione di importanza, ancor oggi non sufficientemente apprezzata nel suo giusto valore, è la conoscenza del mezzo nel quale la navigazione aerea si esplica.

Come perla navigazione marittima si sono ricercate ed individuate le correnti e si sono precisati i fondali con pazienti e lunghi scandagli, così per la navigazione aerea si devono approfondire gli studi relativi alle correnti aeree, cercare di conoscere a fondo l'alta atmosfera, perfezionare i metodi di previsione del tempo e rendere sempre più rapidi e precisi i sistemi di comunicazione agli aeroplani, prima della partenza e durante il volo, de1le condizioni atmosferiche locali lungo la rotta.

La meteorologia, e più ancora l'aerologia, sono indiscutibilmente ausiliarie preziose per la navigazione aerea, in quanto il saggio sfruttamento dei loro dati rappresenta un elemento di sicurezza.

Inoltre quando il navigatore, prima della partenza in volo, conosce le condizioni atmosferiche del punto di partenza, di alcuni punti lungo la rotta e del luogo di arrivo, può scegliere la quota più opportuna di volo per approfittare delle correnti di vento favorevoli e guadagnare perciò tempo, il che si risolve in economia di macchina e di combustibile, e può navigare in buone condizioni di visibilità, regolandosi in base all 'altezza ed allo spessore delle nubi.

La maggioranza dei piloti reputa ancora 1 'aerologia una scienza confusa ed astratta e le previsioni avvisi vaghi che non è il caso di tenere in considerazione. Tale stato di spirito è dovuto ad una dolorosa inerzia degli enti aerologici e ad incomprensione per parte degli enti superiori direttivi per cui scarso fu sinora presso di noi l'impulso e lo sviluppo alla volgarizzazione delle applicazioni, dei risultati e della utilità dell 'aerologia; per la navigazione aerea. Questa situazione di fatto è tanto più dolorosa in quanto che la collaborazione degli aviatori e degli aerologhi è necessaria al progresso sia del sia della scienza dell 'aria.


L'avvenire

La scienza della navigazione aerea è ancora ai suoi primi passi, ma si può intuire quale vasto campo di espliclazione essa sia per il genio inventivo dell'uomo e si può ritenere per certo che, col progredire degli strumenti di registrazione, il loro impiego diverrà abituale ed avrà benefica ripercussione sulla facilità e sicurezza del volo.

Come gli strumenti di bordo servono soprattutto a controllare le sensazioni del pilota, così quelli di navigazione servono a sostituire misure precise alle impressioni del navigatore ed a permettergli di fare ciò che la costituzione fisica dell'uomo è incapace a realizzare o può solo attuare in modo impreciso ed incerto.

Noi vorremmo vedere queste piccole macchine, che racchiudono in loro la sicurezza e la regolarità del volo, divenute di uso continuo e diffuso a bordo di ogni velivolo. I mezzi che solcano il cielo, che fra tutti sono i più veloci, sono anche quelli che più rapidamente progrediscono in ogni campo, da quello aerodinamico a quello costruttivo, da quello dell'impiego militare in guerra a quello delle applicazioni civili in pace; così pure celermente si sviluppano e si perfezionano tutti gli strumenti d 'ogni genere che interessano il volo e la navigazione aerea.

Fra pochi anni i pericoli e le audacie dei piloti di ieri e di oggi non saranno che un ricordo lontano. Il domani ci promette i lunghi voli, sulle grandi distanze, in alte quote, con regolarità e sicurezza, a bordo di ampi, comodi, veloci transaerei, in viaggi mirabili, per la suggestiva attrazione degli imponenti panorami, offerti dalla generosa natura agli atomi di umanità che solcheranno i cieli del mondo.


 

1923 "Navigazione Aerea"

Pubblichiamo questo  scritto di Felice Porro tratto da "Le Vie D'Italia" - anno 1923"









A Altimetro - B Manometro indicatore della pressione dell'olio - C Manometro della pressione - D Contagiri dell'albero motore - E Magnetino d'avviamento - F Pompa di pressione della benzina - G Pedaliera di comando del timone di direzione - H Leva di comando degli alettoni e timone di profondità













A - Contagiri - B Indicatore dell'angolo di discesa e di salita - C Volante di comando - D Stazioncina radiotelegrafica - E Tamburello con filo d'aereo - F Tasto Morse per trasmissione

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