Se in aviazione la navigazione fosse affidata solamente al volo a vista, il traffico commerciale sarebbe molto limitato: ne abbiamo già parlato nell’articolo sugli atterraggi strumentali.
La navigazione è il lavoro di tutti i giorni dei piloti commerciali, che devono spostarsi più volte al giorno fra due località qualsiasi del mondo volando a velocità prossime a quelle del suono e ad altitudini in cui la temperatura raggiunge i -55°C, seduti dentro un tubo di metallo lungo qualche decina di metri e di un paio di metri di diametro.
La principale necessità dei piloti è quindi avere dei riferimenti al suolo, in base ai quali ricavare la propria posizione e, eventualmente, la posizione della propria destinazione. In un’epoca in cui il GPS ancora non esisteva, o era ancora di dominio strettamente militare, iniziarono a fiorire gradualmente un numero di stazioni fisse a terra chiamate VOR e NDB. Questi radioaiuti (come suggerisce la parola: ausili alla navigazione basati su onde radio) servono a determinare la posizione dell’aereo rispetto all’assistenza a terra, in termini di direzione e distanza: immaginate se ci fosse uno strumento simile per ritrovare l’auto nel parcheggio del supermercato.
Tra le più semplici radioassistenze utilizzate in aviazione, gli NDB sono antenne che trasmettono un segnale in tutte le direzioni: non-directional beacon. Sull’aereo è presente un’antenna ricevitrice - ben più piccola - collegata ad un indicatore (ADF, Automatic Direction Finder), che, se sintonizzato sulla frequenza dell’NDB, punta una freccia verso l’assistenza a terra.
Per volare verso un NDB basta quindi, molto intuitivamente, puntare nella direzione indicata dall’ago dello strumento, dopo aver sintonizzato lo strumento sulla frequenza dell’NDB che ci interessa.
Curiosità storica: i primi NDB trasmettevano la lettera “A” e “N” in codice Morse (._ e _.). A seconda della propria posizione (a destra o a sinistra della rotta) il pilota sentiva più chiaramente una delle due lettere, e poteva correggere la posizione “agevolmente”. Una bella spiegazione di come funzionavano questi radioaiuti, che permettevano addirittura di seguire rotte transcontinentali in America, si può trovare su http://www.navfltsm.addr.com/ndb-nav-history.htm.
Le antenne VOR (VHF Omnidirectional Range) sono più giovani e più avanzate degli NDB. Non solo indicano dove si trova il radioaiuto rispetto all’aereo, ma tramite un sistema di radiali (rotte che si irradiano a partire dal radioaiuto) permettono di seguire una rotta specifica e di indicare dove si trova l’aereo rispetto alla rotta. La figura qui sotto dovrebbe chiarire meglio questo concetto: l’ago verticale dello strumento indica la posizione della rotta selezionata, indipendentemente dalla direzione (e dalla prua) dell’aereo.
Utilizzati da soli, VOR e ADF permetterebbero di determinare la posizione esatta dell’aereo solo dopo complicate manovre e calcoli. Manca infatti un’informazione fondamentale: la distanza.
Il DME (acronimo di Distance Measuring Equipment) serve a colmare questa lacuna. Un trasmettitore/ricevitore, che si trova sull’aeromobile, invia una coppia di segnali alla stazione a terra. La stazione, una volta ricevuti i segnali, risponde con una coppia di segnali analoghi: misurando la differenza fra il tempo di invio e di ricezione della risposta, si può calcolare facilmente la distanza. Come l’eco della voce contro la parete di una montagna, che ha un ritardo tanto maggiore quanto più è lontana la parete riflettente.
Il DME è utilizzato anche per calcolare la distanza dalla pista durante gli avvicinamenti ILS.
Se volete cimentarvi con la navigazione strumentale, ci sono dei simpatici simulatori online (http://www.luizmonteiro.com/learning_vor_sim.aspx) che mostrano le basi del funzionamento degli strumenti senza dover ricorrere a costose lezioni pratiche.
Considerando la diffusione delle moderne tecniche di navigazione, ormai presenti anche sugli smartphone più economici, orientare un aereo e farlo volare da un punto a un altro non sembra essere una sfida così ardua. Eppure le rotte degli aerei si intrecciano da decenni senza l’intervento diretto del sistema di navigazione GPS in modo preciso e in perfetta sicurezza.
Migliaia di aerei solcano ogni giorno i nostri cieli a velocità sostenuta, incrociando le loro rotte in sicurezza e accodandosi diligentemente a debita distanza per gli atterraggi.