Riassunti - Progettazione di sistemi e infrastrutture di trasporto

Trasporto aereo e aeromobile

Enti internazionali aviazione civile

- International Civil Aviation Organization (ICAO) è un'agenzia non governativa delle Nazioni Unite incaricata di sviluppare i principi e le tecniche della navigazione aerea internazionale, delle rotte e degli aeroporti, promuovendo la progettazione e lo sviluppo del trasporto aereo internazionale rendendolo più sicuro e ordinato.

- International Air Transport Association (IATA): è un'organizzazione non governativa di compagnie aeree con sede anch'essa a Montreal. Sia l'ICAO che la IATA hanno sviluppato un sistema di codici per gli aeroporti e le compagnie aeree.

- Federal Aviation Administration (FAA): Amministrazione Federale per l'Aviazione degli USA.

- Civil Aviation Authority (CAA): Ente Nazionale per l’Aviazione Civile (in Gran Bretagna).

- Association of European Airlines (AEA): Le compagnie aeree in Europa devono sottostare, ad oggi, a numerose norme riguardanti la sicurezza del volo (safety), la security, le operazioni di volo, la proprietà ed il controllo degli slot, le infrastrutture per il traffico aereo ed a terra, l'ambiente ed i diritti dei consumatori.

- EUROCONTROL è l'organizzazione europea per la sicurezza del traffico aereo, sviluppa, coordina e pianifica sia l'attuazione di strategie di gestione del traffico aereo pan/europee a breve, medio e lungo termine, sia i loro relativi piani d'azione. Queste attività non possono prescindere dal coinvolgimento delle autorità nazionali, dei fornitori del servizio di trasporto aereo e di tutti gli altri soggetti interessati.

Enti nazionali aviazione civile

- Direzione Generale dell’Aviazione Civile (D.G.A.C.): funzioni di competenza del Ministero che in generale disciplina l'aviazione civile, controlla, programma, interviene e fa analisi di mercato.

- Ente Nazionale per l’Aviazione Civile (ENAC): unica Autorità di regolazione tecnica, certificazione, vigilanza e controllo in Italia si occupa dei molteplici aspetti della regolazione dell'aviazione civile, del controllo e vigilanza sull'applicazione delle norme adottate, della disciplina degli aspetti amministrativo-economici del sistema del trasporto aereo.

- Ente Nazionale di Assistenza al Volo (ENAV): servizio del Controllo del Traffico Aereo a sicurezza, efficienza e regolarità.

Struttura dell’aereo

Un aereo nella sua configurazione principale è formato da 7 parti:

• Fusoliera: forma tubolare (sezione circonferenza o ovale) con parte inferiore usata per deposito bagagli (5 container LD3 nella stiva inferiore e nella parte anteriore e 6 nella posteriore), alloggio carrello e talvolta parte serbatoio carburante.
• Ala: Parti mobili (alettoni) e fisse per offrire grande portanza (forza che permette il sostentamento in volo quando > forza peso).
• Motori: sospesi sulle ali mediante piloni (turboreattori).
• Serbatoi.
• Carrello: sopporta il peso e l’accelerazione dell’aereo durante decollo e atterraggio, in volo rientra nei vani con sistema idraulico.
• Impennaggio: i piani di coda orizzontali (stabilizzatori) e verticali (deriva) sono ali più piccole a freccia, permettono controllo.
• Ipersostentatori (flap) e diruttori (spoiler): mobili dell’ala che aumentano o diminuiscono portanza per decollo e atterrare.

Trasporto delle merci

Container (grandi cassoni metallici), pallets (piattaforme in legno), igloo (pallets con parete rigide).

Motori turbo

Classico motore a reazione, spinta da flusso aria spostato in direzione opposta al moto. Turbofan (turbo più complesso con ventola che genera flusso secondario, in aerei di linea). Turboelica (motore a reazione con turbina che gira elica) mezzo di propulsione non è il gas di scarico ma l'elica. Un motore a reazione, come quelli in uso nei jet di linea, brucia più di un chilo di combustibile al secondo. In generale però, per calcolare quanto viene consumato durante un volo, deve essere considerata la distanza percorsa dall’aereo [Jumbo jet Milano-New York > 63 mila litri di kerosene].

Cabina di pilotaggio

Il comandante siede sul posto di sinistra, strumentazione di bordo è formata da 6 “blocchi” fondamentali (Pannello degli strumenti, Pannello superiore, Radionavigazione e pilota automatico, Cloch, Pannello centrale, Piantana centrale).

Strumentazione di bordo

Controllo dell’assetto dell’aereo, il corretto funzionamento dei sistemi di bordo e la posizione dell’aereo in fase di navigazione è affidata a quattro strumenti fondamentali: Orizzonte artificiale, Horizzontal Situation Indicatore Attitude Director, Indicatore di velocità, Altimetro (differenza di pressione atmosferica, rispetto livello del mare).

Struttura dell’ala

Ala dritta (aerei a basse velocità [700-800 Km/h], più comune per la facilità di costruzione e l’economicità in relazione alla portanza generata), Ala a freccia (aerei da trasporto, evoluzione all’ala dritta per aumentare la velocità dell’aereo), Ala a delta (velocità supersoniche [>1200 Km/h] realizzazione delle ali a delta è difficoltosa e costosa).

Serbatoi

Normalmente gli aerei di linea (medio e lungo raggio) contengono fino a 100 t di carburante (per alcuni aerei oltre), che è il cherosene. Si usano serbatoi simmetrici sui due lati dell’aereo: serbatoi di riserva (carburante per raggiungere aeroporto alternativo), principali (più capienti, al centro delle semiali), centrale (sotto fusoliera), di aerazione (vuoto per espansione).

Il decollo

Portanza > peso, motori danno max spinta, velocità aria sopra ala > velocità sotto ala, quanto più la velocità aumenta, tanto la pressione diminuisce, dalla differenza di pressione si genera forza verso l’alto. Fasi del decollo: imbarco e verifica (lunga serie di controlli), permesso per rullaggio, rullaggio (operazione che conduce l’aereo dall’area di sosta alla pista di decollo), punto di attesa (aspetta autorizzazione per andare sulla pista), corsa di decollo, rotazione (quando si ha velocità di rotazione, il pilota alza il muso aereo, dopo la rotazione si ha la velocità di decollo [staccare ruote da terra]), allontanamento.

Stabilità in volo

Sei gradi di libertà (nelle 3 direzioni e ruotare intorno 3 assi), deve mantenere stabilità in ogni condizione di volo tramite dimensionamento opportuno delle superfici aerodinamiche. Rollio = rotazione intorno asse longitudinale, Beccheggio = rotazione intorno asse trasversale, Imbardata = rotazione intorno asse verticale.

Onda d’urto

Il passaggio dell’aereo attraverso l’aria causa perturbazione che si espandono in ogni direzione, l’aereo raggiunge la velocità del suono e le onde generate nell’aria dal suo movimento si avvicinano e si addensano, il bang sonoro si produce quando l’onda d’urto (forma conica) raggiunge la superficie dell’aereo.

Lo spazio aereo ed i livelli di volo

Il sistema di controllo del traffico aereo comprende:

• La ripartizione degli spazi aerei.
• La capacità del sistema di gestione ATFM (Air Traffic Flow Management).
• La capacità del sistema di controllo ATC (Air Traffic Control- sia in rotta che aeroportuale).
• Le caratteristiche degli elementi di rete (aeroporti, eliporti, aerovie).
• Le tipologie di controllo del traffico: traffico in IFR (volo strumentale), VFR (volo a vista, solo con meteo buono).
• La serie storica del traffico nel suo complesso.

Lo spazio aereo

A) La suddivisione orizzontale individua le Regioni di Navigazione Aerea, individuando spazi pertinenti a determinati gruppi di stati (ICAO).

B) La suddivisione verticale individua gli Spazi aerei ed all’interno di questi i livelli di volo: spazio aereo superiore, spazio aereo inferiore, spazio aereo fortemente vincolato (temporaneo o permanente, gare aeree e lancio paracadutisti), spazio aereo normale (tre itinerari a ventaglio sopra aeroporto), spazio aereo non vincolato (assenza limitazioni), spazio aereo interdetto (vietato).

Livelli di volo = superfici convenzionali ottenute dividendo per 100 la quota espressa in piedi. Si hanno 2 livelli di volo ed all’interno di questi 7 settori di volo: 1. FIR (spazio aereo inferiore) 2. UIR (spazio aereo superiore), a loro volta gli spazi aerei nell’ambito di FIR/UIR possono essere: spazio aereo controllato (TMA, CTR, aerovie), non controllato (ATZ), rotte assistite ma non controllate.

Gestione del traffico aereo

ATM = ATS + ATFM + ASM

• ATM = Air Traffic Management (Gestione del traffico aereo) consentire alle compagnie aeree di rispettare orari di partenza e arrivo, i profili di volo, le rotte e le quote di sorvolo previsti nei piani di volo, senza compromettere la sicurezza.
• ATS = Air Traffic Service (Servizi per il traffico aereo) evitare le collisioni, mantenere il flusso ordinato degli aerei, segnalare condizioni di allarme. Servizi limitati: nello spazio, per motivi tecnici (limiti nelle radioassistenze), per operatività (difficile gestione aree troppo vaste), per motivi politici (autorità nazionale non può gestire traffico di un altro paese) servizi distribuiti sul territorio attraverso unità: ACC (area control center) APP (centro di controllo di avvicinamento) TWR (aerodrome control tower).
• ATFM = Air Traffic Flow Management (Gestione dei flussi di traffico).
• ASM = Air Space Management (Gestione dello spazio aereo).

Aerovie

Corridoi dotati di aiuti per voli strumentali IFR che procedono riferendosi a postazioni radioelettriche, sono segnate sulle mappe come linee rette e vengono identificate tramite combinazione di lettere e numeri.

Agli usuali aeroporti si associano gli Short Take-Off and Landing (STOLporto) a decollo ed atterraggio breve.

Mappe di avvicinamento strumentale

Contiene informazioni, istruzioni dettagliate per lasciare il volo in rotta, avvicinarsi all’aeroporto e atterrare, utilizzando alcuni strumenti di navigazione elettronico come il VOR. Circuito d’attesa (traiettoria in fase di attesa e discesa), riattaccata (se avvicinamento non riesce), informazioni topografiche, tavole (facilitare manovre ai piloti).

Mappe di atterraggio

Orientamento (indicazione nord geo e deviazione magnetica), pista (lung e larg), impianti di segnalazione, informazioni sugli impianti (illuminazione pista), codice ICAO, indicatori (denominazione uff piste), altitudine, scala, info su servizi.

Torre di controllo

Gestione dello spazio aereo, traffico aereo, “memorizzare” le fasi del volo degli aeromobili in fase di avvicinamento all’aeroporto, operazioni di terra per il movimento degli aerei. Controllori di volo che gestiscono tutte operazioni.

Linguaggio

Inglese e “fraseologia aeronautica” che permette comprensione tra equipaggi e incaricati del traffico aereo.

Radar primari e secondari

Sistema usato da ATC che “captano” aerei.

Flight progress strip

Strisce di avanzamento del volo, etichette con colori diversi per partenze, arrivi con previsioni e dati reali.

In fase di avvicinamento all’aeroporto e di atterraggio oltre al controllo radar si attivano le radioassistenze attraverso le centrali: VOR radiofaro che emette segnali modulati in grado di permettere al ricevitore posto sul velivolo di determinare su quale direzione (detta radiale) esso si trova relativamente alla stazione di terra.

ILS

Sistema associato ad una pista per cui nella fase di avvicinamento il pilota ha la pista di fronte ed è perfettamente allineato con essa.

Sistemi di aiuto visivo

VASI (indicatore del sentiero di avvicinamento a vista) e PAPI (indicatore del sentiero di avvicinamento di precisione) = serie di luci rosse e bianche sulla pista che indicano a seconda dell’angolo di visuale, la condizione dell’aereo.

Fasi di atterraggio e controllo delle aerovie

Aereo in arrivo dopo aver raggiunto il livello di volo assegnato, entra nel circuito d’attesa (2 rette raccordate da 2 semicirconferenze su cui si effettuano le virate di procedura), ricevuta l’autorizzazione della torre di controllo aereo scende al livello inferiore e fa la prima virata, vola in linea retta per un minuto e fa una nuova virata; dopo aver ricevuto l’autorizzazione l’aereo comincia al livello più basso le manovre per l’atterraggio.

Segnalatori (markers)

Radiofari che emettono fasci verticali e hanno lo scopo di segnalare il sorvolo di punti particolari, il fascio è emesso e il pilota può orientarsi come se si trattasse di un faro luminoso, identificazione segnalatori su carte di navigazione.

Rumore e inquinamento acustico

Avvicinamento (zona di controllo che si estende fino a 10 km dalla soglia di pista), atterraggio (il livello di rumore viene rilevato in una striscia a cavallo dell’asse pista e lunga 2300 m a partire dal punto in cui aereo tocca suolo), pista (limiti laterali rumore non possono eccedere quelli previsti nei regolamenti imposti dalle autorità aeroportuali), decollo (quanto più la traiettoria di salita è ripida, tanto minore è il rumore percepito a terra), allontanamento (zona di controllo che si estende fino a 36 km sul prolungamento dell’asse della pista).

Moli e terminal

Molo = edificio che fornisce l’accesso agli aerei tramite i gates. Nel piccolo aeroporto l’edificio singolo terminale serve tipicamente tutte le funzioni di un terminal e di un molo.

Terminal = edificio dell’aeroporto che permette il trasferimento dei passeggeri dal sistema di trasporto terrestre a quello aeronautico e viceversa (all’interno: biglietti, bagagli, controlli). In generale, terminal aeroportuale = spazio funzionale dell’aeroporto nel quale si svolgono diverse funzioni per il trasporto aereo, oltre al trasferimento dei passeggeri dal sistema di trasporto terrestre (ferroviario o stradale) consente al suo interno tutto quello che serve per le operazioni di imbarco e sbarco dei passeggeri, dai banchi del check-in, dalle postazioni di controllo dei documenti e di imbarco, dalla dogana (nel caso di aeroporti internazionali) ai servizi relativi ai bagagli.

Il terminal si interfaccia sul “lato terra” con gli altri sistemi di trasporto attraverso le aree di parcheggio, le fermate d'autobus e di taxi, con le stazioni ferroviarie o metropolitane per consentire un collegamento veloce con le località più prossime. Sul versante “lato aria” il terminal può essere collegato, agli aeromobili sui piazzali di parcheggio, tramite passerelle mobili coperte che consentono un facile accesso dei passeggeri ai velivoli, o da servizi di bus interni.

Gate varco, l’uscita o la porta attraverso cui passare per imbarcarsi su un aereo. Nella realtà il suo significato è più ampio ed indica anche la sala d’attesa, o la zona d’imbarco (boarding), a cui i passeggeri possono accedere solo dopo aver eseguito il check-in e il controllo sicurezza.

Posizione geografica

Posizione decentrata rispetto ai centri abitati, dove le condizioni essenziali sono: ampi spazi liberi, condizioni meteorologiche, bacino territoriale (una significativa domanda di trasporto), accessibilità dell’aeroporto.

Identificazione

5 parametri fondamentali:

• Dal “codice di identificazione”.
• Dalle coordinate geografiche (latitudine e longitudine).
• Dall’altezza dell’aeroporto rispetto al livello del mare.
• Dalla resistenza della pavimentazione della pista principale.
• Dalla classe dell’aeroporto (da A ad E che sono funzione della lunghezza base della pista principale) dipende da tre fattori (lunghezza e larghezza pista principale, tipo di servizio offerto, movimentazione aeromobili e passeggeri). I codici di identificazione sono due in relazione agli standard dell’ICAO e IATA.

Sistemi moli-terminal

Molo con satelliti, con moli a pettine, con accesso diretto

Servizi aeroportuali

Coinvolgono tre soggetti:

• Le compagnie aeree (vettori).
• I gestori dei servizi aeroportuali: progettazione, realizzazione e gestione infrastruttura aeroportuale.
• I gestori dei servizi di handling: landside (imbarco, check-in, sicurezza), airside (pulizia aereo, catering, controlli e rifornimento).

Aeroporti dell’aviazione generale

L'aviazione generale è il settore dell'aviazione civile di cui fanno parte tutti i voli non militari e non di linea. Ne consegue che afferiscono all'aviazione generale tutti i voli di turismo (privati), ma anche i voli dei jet cargo oppure i lanci con il paracadute.

Schema tipo: pista di volo, pista di rullaggio (solo in aeroporti grandi altrimenti rullaggio sulla pista di volo), hangar (edificio per proteggere veicoli), segnali su pista, torre di controllo (se non c’è i controlli si svolgono all’aria aperta).

Emergenza e sicurezza in aeroporto

Safety - Security

• La safety comprende tutte le operazioni, gli strumenti e gli standard per aumentare l’affidabilità del sistema.
• La security riguarda tutte le operazioni inerenti la sicurezza del trasporto (atti terroristici, banditismo, rapine ecc).

Gli standard di sicurezza fanno riferimento, essenzialmente:

• Alla tipologia dell’aeromobile.
• Alle condizioni meteorologiche alla gestione delle aerovie.
• Ai tempi di evacuazione dell’aereo.
• Ai mezzi ed alla rapidità dei soccorsi.
• Alle condizioni della pista.
• Ai sistemi tecnologici aeroportuali.

Mobilità aeroportuale

Movimento di persone, merci ed aerei che utilizzano le strutture aeroportuali (terminale passeggeri, terminal merci, piste ecc) e quelle integrate (connessioni alle reti stradali, ferroviarie, portuali, ecc.).

Traffico derivante dal trasporto di passeggeri e merci di riempimento (misura il grado di riempimento dell’aereo): fattore. Traffico derivante dalle unità di movimento (aerei) movimentazione degli aeromobili nelle ore di attività dell’aeroporto.