Simulazione di volo civile/Primi passi nel mondo della simulazione di volo

Primi passi nel mondo della simulazione di volo

Dopo aver realizzato il nostro spazio destinato all’ ambiente di simulazione, costituito da un tavolo da computer che possa comodamente ospitare in modo immediatamente accessibile il monitor, la tastiera, il mouse ed il joystick, nonché offrire una comoda seduta e la libertà di appoggiare ed utilizzare un blocco note ed alcuni documenti cartacei, possiamo intraprendere la nostra avventura che nella maggior parte dei casi è destinata a protrarsi negli anni.

A differenza dei videogames che hanno una curva di apprendimento più o meno breve ed una longevità altrettanto breve, il simulatore di volo presenta un apprendimento estremamente lungo, analogo a quello dell’ambiente reale, e di conseguenza un periodo vitale pressoché illimitato grazie alla possibilità di aumentare progressivamente il livello di realismo adottato, la complessità dei velivoli e l'impegno delle missioni di volo.

Per i primi voli è bene utilizzare il simulatore così come si presenta dopo l'installazione senza apportare alcuna modifica. In questo modo si può verificare subito se il funzionamento è sufficientemente fluido. La fluidità di funzionamento è il requisito più importante del simulatore di volo: un aeromobile è una macchina che risponde in modo immediato a qualunque comando impartito dal pilota o sollecitazione proveniente dall'ambiente esterno. Non è possibile simulare in maniera realistica il suo comportamento se non ci si avvicina al massimo a questa immediatezza di risposta. Talvolta se i componenti dell'hardware o la loro configurazione non sono settati in maniera opportuna possono verificarsi delle brevi pause nel funzionamento. Vedremo in seguito come agire sui parametri del programma accessibili all'utilizzatore (tweaks) per risolvere particolari problemi di questo genere.

Solo dopo aver acquisito una certa esperienza e consapevolezza si potrà cominciare ad applicare le tante migliorie disponibili gratuitamente in rete, senza andare a compromettere il buon funzionamento del programma. Discuteremo ampiamente in seguito di quali siano i componenti aggiuntivi consigliabili per ottenere i migliori risultati in termini di realismo grafico e funzionale.

Nei prossimi capitoli analizzeremo in dettaglio come effettuare un primo semplice volo a vista utilizzando come velivolo il Cessna 172 di FS9 ed eseguendo la prima manovra di base indispensabile per imparare a pilotare: il cosiddetto "Circuito di traffico".

La maggior parte dei libri e dei documenti relativi al volo reale possono essere applicati alla simulazione di volo, quando ci si attenga al principio del massimo realismo. Pertanto sia gli argomenti teorici trattati in questo volume, sia il percorso di istruzione al volo e alla navigazione corrispondono in modo piuttosto preciso a quanto avviene nel mondo reale.

Gli strumenti di bordo

Dopo aver avviato il programma di simulazione, cliccato su "crea volo" e aver scelto da menu il velivolo Cessna 172 e un aeroporto a scelta, scegliendo un parcheggio qualunque, ci troviamo seduti all'interno della nostra cabina di pilotaggio, che riproduce nella parte inferiore il pannello strumenti in grafica 2D e in quella superiore la porzione dell'ambiente esterno visibile frontalmente dalla cabine, come si può vedere in figura.

Premendo il tasto S di default è possibile alternare a rotazione diverse visuali, passando alla cabina virtuale in 3D, alla vista esterna dalla torre di controllo, alla vista esterna in prossimità del velivolo, ritornando poi a quella iniziale. Utilizzando ed alternando queste visuali, verificare l'azione del joystick e di eventuali altre periferiche sulle superfici di controllo del velivolo, che devono muoversi correttamente. Qualora ci siano dei problemi, verificare l'assegnazione dei comandi e la loro taratura facendo riferimento alle istruzioni fornite con il software. Questa operazione ha una precisa corrispondenza nel mondo reale con le verifiche pre-volo che ogni pilota deve eseguire all'esterno e all'interno del velivolo secondo quanto riportato nelle "checklist".

A differenza di un veicolo terrestre, un velivolo si muove in uno spazio a tre dimensioni e viaggia a velocità superiore, pertanto risulta molto più complesso tenere sotto controllo e correggere la sua posizione. A parte alcune categorie di velivoli ultraleggeri che non dispongono di alcuna strumentazione di bordo, tutti gli aeromobili sono dotati di sei strumenti base, che consentono di verificare in tempo reale l' assetto del velivolo, ossia la sua posizione rispetto ai tre assi cartesiani, la velocità relativa all'aria, lo sbandamento laterale, la direzione di moto rispetto alle coordinate geografiche, l'altitudine rispetto al livello del mare e la velocità o rateo di salita e discesa.

Tali strumenti forniscono al pilota un riferimento preciso della situazione di volo dell'aeromobile. Tuttavia occorre tenere presente che quando la conduzione di un velivolo segue le regole del volo a vista, il pilota deve fare principalmente affidamento ai riferimenti visivi, in particolare alla linea dell'orizzonte e ad altri elementi significativi del paesaggio oltre alle proprie sensazioni fisiche, che purtroppo non possono essere riprodotte in una simulazione di base.

1. Anemometro: Questo strumento misura la velocità del velivolo rispetto all'aria circostante. E' una misura indiretta basata sulla pressione differenziale tra interno ed esterno di una capsula, pertanto in presenza di vento o ad altitudini particolarmente elevate non corrisponde alla reale velocità del velivolo rispetto al suolo e si parla quindi di IAS (Indicated Air Speed.)
2. Orizzonte artificiale: Strumento giroscopico che fornisce una rappresentazione grafica della posizione degli assi del velivolo rispetto alla linea dell'orizzonte.
3. Altimetro: Strumento a capsula regolabile su una superficie isobarica di riferimento che a seconda della regolazione impostata fornisce un'indicazione di altezza, altitudine o livello di volo. Chiariremo più avanti questi concetti.
4. Variometro: Strumento a capsula che registra la variazione di pressione e la trasforma in una indicazione di velocità o rateo di salita o discesa
5. Virosbandometro: Fornisce contemporaneamente le informazioni relative all'angolo di virata e all'imbardata. La sua funzione è quella di aiutare il pilota a coordinare la virata: presenta una sagoma con l'inclinazione delle ali del velivolo rispetto all'orizzonte ed una pallina che deve essere mantenuta centrata durante la virata agendo sul timone di direzione (pedaliera o rotazione dell'impugnatura del joystick)per evitare le distorsioni di assetto chiamate "derapata" e "scivolata".
6. Bussola e Girodirezionale: La bussola è presente su tutti i velivoli e fornisce la direzione di volo rispetto al Nord magnetico. Non necessita di alimentazione elettrica e di taratura ed è pertanto uno strumento di riferimento per la navigazione. Il Girodirezionale è uno strumento giroscopico che deve essere tarato frequentemente mediante la bussola e fornisce al pilota una lettura più immediata e precisa della direzione.

Oltre a questi strumenti di base per il controllo del velivolo, ovviamente sono presenti sempre alcuni strumenti per controllare lo stato del motore (visibili a sinistra nell'immagine) in particolare il livello e la velocità di flusso del carburante, la pressione e la temperatura dell'olio e la temperatura dei gas esausti.

Nel caso del nostro Cessna 172 sono presenti (visibili a destra nell'immagine) anche alcuni strumenti di navigazione basica di cui ci occuperemo nella sezione dedicata al volo strumentale (IFR), non necessari all'esecuzione di un volo a vista (VFR).

Operazioni al suolo

Per operazioni al suolo si intende l'insieme di tutte le attività che il pilota virtuale deve compiere per condurre il velivolo dallo stato di fermo con motore spento presso la piazzola di parcheggio, definito in gergo "Cold and Dark", fino all'allineamento con la pista per il decollo.

Ovviamente questo insieme di operazioni è tanto più difficile da eseguire quanto più il velivolo utilizzato è complesso pertanto, come nella realtà, è opportuno iniziare da velivoli molto semplici di aviazione generale o ultraleggeri, dotati di controlli e strumenti di base, per cominciare a prendere confidenza con il controllo del mezzo.

Per semplificare al massimo le operazioni richieste, in questo primo volo lasceremo tutti i parametri del velivolo come da default, tranne il carico di carburante che porteremo al 50% della capacità totale dall'apposito menu, per avere meno problemi di peso nelle fasi critiche di decollo ed atterraggio e ridurre il rischio di stallo. Eseguendo un volo molto breve non necessita una autonomia elevata.

Richiesta dell'autorizzazione al volo

Per il nostro primo volo non utilizzeremo alcun contatto con i controllori ATC in quanto simuleremo semplicemente un decollo ed un atterraggio nello stesso aeroporto a scopo di istruzione. Vedremo in un capitolo specifico del libro come interagire con i controllori di volo ATC sia in ambiente off-line che on-line in connessione al network internazionale IVAO.

Accensione del motore

Trattandosi di un velivolo monomotore a pistoni di tipo basico, è sufficiente eseguire questa semplice check-list:

1. Verificare che i freni di stazionamento siano attivati (tasto .). Dovrebbe comparire un banner di avviso in rosso
2. Portare con il mouse al 100% la leva rossa della miscela (MIX)
3. Tramite il cursore della manetta del joystick o con il mouse sulla leva (THROT) aprire un poco di gas
4. Accendere gli interruttori rossi dell'alimentazione elettrica (MASTER)
5. Ruotare in senso orario la chiavetta dei magneti fino alla posizione START ed attendere l'avviamento del motore
6. Riportare la manetta a zero
7. Mediante gli interruttori visibili alla base del pannello, accendere tutte le luci

Rullaggio

1. Identifichiamo, aiutandoci con una carta aeroportuale e con la visuale esterna, la via di rullaggio più breve per raggiungere il punto di attesa alla testata della pista in uso (per ora la decidiamo noi).
2. Rilasciamo il freno di stazionamento e attendiamo che il velivolo inizi lentamente a spostarsi.
3. Appena in movimento, azioniamo con molta delicatezza il timone per portarci nella direzione voluta. Così come gli uccelli appaiono goffi quando camminano a terra, anche i velivoli si spostano con difficoltà al suolo. Questo è dovuto al fatto che il loro peso è relativamente piccolo rispetto alle dimensioni e la superficie di appoggio costituita dal carrello è solitamente molto più piccola dell'apertura alare. Per questo occorre spostarsi molto lentamente ed evitare delle virate brusche che potrebbero addirittura capovolgere la struttura o portare le estremità alari a contatto col suolo, causando gravi danni e pericolo per l'incolumità dei passeggeri. Imparare ad eseguire un buon rullaggio non è semplicissimo e richiede un dosaggio attento del motore, che ha ovviamente una potenza molto superiore a quella richiesta per gli spostamenti al suolo.
4. Portiamoci all'estremità della pista prescelta e fermiamoci al punto di attesa, marcato da un segno tratteggiato a terra e da un cartello numerato che identifica il denominatore di pista.
5. Adesso, dopo aver idealmente ricevuto dalla torre l'autorizzazione al decollo, entriamo in pista e allineiamoci il meglio possibile con la sua direzione.
6. Tiriamo il freno di stazionamento, abbassiamo di una tacca i flap, portiamo al massimo la manetta e rilasciamo il freno.
7. Inizia la fase di rapida accelerazione, cerchiamo di mantenere per quanto possibile il velivolo al centro della pista e al raggiungimento della velocità di stacco, nel nostro caso intorno ai 70 - 75 kias (leggere sull'anemometro), tiriamo dolcemente il joystick verso di noi finché il velivolo non si stacca dal suolo.
8. Manteniamo ora la direzione pista regolando la pressione sulla cloche in modo da salire con un rateo intorno ai 500 ft/min (leggere sul variometro)

Il circuito di traffico aeroportuale

Ora che siamo in volo, proseguendo la salita con un rateo di 500ft/min fino ad una altezza dal suolo di circa 1000ft AGL (Above Ground Level = altitudine rispetto al suolo), ci accingeremo ad eseguire quella che è la manovra di base del volo a vista, ossia il circuito di traffico aeroportuale, che vediamo rappresentato graficamente in figura con la denominazione in lingua inglese dei segmenti caratteristici "leg" in italiano definiti "braccia".

Il circuito di traffico standard prevede dopo circa 30 secondi dal decollo ed una altezza dal suolo di circa 500ft AGL una prima virata standard a sinistra di 90° per portarci nel braccio di "Controbase" (Crosswind leg). Dopo altri 30 secondi e raggiunta l'altezza finale di 1000ft AGL ulteriore virata di 90° per il braccio di "Sottovento" (Downwind leg). Utilizzando il cambio di visuale per avere un riferimento corretto procedere parallelamente alla pista mantenendo i 1000ft AGL ed una velocità di circa 90 kias fino alla soglia della pista, quindi iniziare la discesa a -500ft/min impostando una tacca di flap e proseguire per altri 30 secondi, quindi virare a sinistra di 90° nel braccio di base (Base leg)a circa 500ft AGL. Qui inizia la fase più delicata del volo, in quanto occorre visivamente trovare il momento giusto, dopo circa 30 secondi di volo, per effettuare l'ultima virata di 90° per entrare il più possibile allineati alla pista nel braccio di avvicinamento finale (Final approach). Ricevuta idealmente dalla torre di controllo l'autorizzazione (clearance) all'atterraggio, proseguiamo la discesa mantenendo l'allineamento pista con un rateo costante di -500ft/min riducendo la velocità a 70-75 kias fino al momento del contatto col suolo. Chiudiamo ora la manetta del gas e lasciamo decelerare spontaneamente il velivolo, toccando i freni solo al termine della corsa. Abbiamo completato il nostro primo volo!

Il circuito di traffico è difficile da simulare a causa della ristrettezza dell'angolo visuale rispetto a quello reale. Per questo motivo è necessario utilizzare tutti gli ausili disponibili per mantenere un allineamento preciso con la pista, in particolare l'alternanza dei punti di vista interni ed esterni al velivolo. Anche se nella realtà il circuito di traffico dovrebbe essere eseguito esclusivamente a vista, in simulazione possiamo aiutarci con gli strumenti di bordo come la bussola o meglio ancora il girodirezionale settando l'indicatore di prua sulla direzione della pista di atterraggio. E' opportuno ripetere molte volte il circuito a scopo di addestramento, come avviene nella realtà, unendo più circuiti mediante un "touch and go", ossia eseguendo l'atterraggio fino a toccare il suolo, quindi senza decelerare applicare nuovamente tutta la manetta e procedere ad un nuovo decollo. Questo è l'esercizio migliore per acquisire un buon controllo manuale di tutti i parametri di volo, abilità indispensabile ad ogni pilota sia reale che virtuale.