Radionavigazione

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Sistemi per la navigazione aerea

Strumenti e sistemi di radionavigazione sono essenziali alla navigazione aerea, in quanto spesso i piloti scelgono di attuare il volo radioguidato, ovvero di definire la rotta di volo unicamente in base alle informazioni fornite dagli strumenti radio (navigazione strumentale).

4.1

Avvicinamento controllato dal suolo (GCA)

Il GCA (Ground Controlled Approach, avvicinamento controllato dal suolo) è un sistema di avvicinamento strumentale costituito da un’apparecchiatura radar di estrema precisione che fornisce la posizione di un aereo in termini di distanza, azimut e altitudine. È progettato per assistere il pilota in condizioni di scarsa visibilità: l’abile sfruttamento di questo sistema permette di effettuare atterraggi d’emergenza in condizioni di visibilità quasi nulla.

Il sistema GCA impiega due serie di schermi radar; la prima serie localizza gli aerei che si trovano a notevole distanza, fino a 15 o 25 km; il controllore assegnato a questa serie di schermi mantiene le comunicazioni con gli aerei in attesa di atterrare, li “impila” (ossia assegna a ciascuno di essi una quota di volo separata alla quale può circuitare senza pericolo di collisione) e li guida uno alla volta lungo un sentiero di avvicinamento prefissato fino al radiosentiero di atterraggio. In quest’ultima fase il controllore responsabile del radiosentiero, utilizzando gli altri schermi di precisione, prende il controllo dell’atterraggio e trasmette istruzioni verbali, riguardanti essenzialmente l’altitudine e la deviazione laterale dal sentiero di planata prefissato, guidando virtualmente il pilota fino al termine della pista.

4.2

Sistema di atterraggio strumentale (ILS)

Il sistema ILS (Instrument Landing System) è progettato principalmente per l’avvicinamento strumentale, ma in caso di emergenza può essere utilizzato anche per l’atterraggio. Consiste essenzialmente di due fasci, simili a quelli dei radiofari direzionali, di cui uno orizzontale e l’altro verticale. Il fascio orizzontale (chiamato localizzatore) è identico al fascio del radiofaro audiovisivo (VAR), ossia a quello di un normale radiofaro direzionale a due fasci; il fascio verticale (chiamato radiosentiero di discesa) è estremamente stretto ed è inclinato rispetto al suolo di un angolo di 2,5°. Il pilota segue i due fasci per mezzo di due aghi, uno orizzontale e uno verticale, posti su un unico quadrante.

Sia il sistema ILS sia il GCA sono assistiti da un apparato di illuminazione ad alta intensità attrezzato lungo la pista e lungo il corridoio di avvicinamento, che permette al pilota di identificare la posizione dell’aereo in relazione alla pista anche in cattive condizioni meteorologiche. Sono state avanzate proposte per sostituire i sistemi ILS e GCA con un unico sistema di atterraggio a microonde (MLS, Microwave Landing System), ma è anche possibile che entrambi vengano infine soppiantati dai sistemi satellitari GPS.

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Sistemi di navigazione per missili

Lo sviluppo di razzi e di missili guidati ha accelerato l’introduzione di nuovi e sofisticati sistemi elettromeccanici di navigazione, tra cui i sistemi automatici di navigazione astronomica, quelli Doppler e quelli inerziali.

Il sistema astronomico automatico consiste di un apparecchio elettronico capace di risolvere immediatamente il “problema astronomico” e di inserire il risultato in un’unità di calcolo progettata per determinare l’effettiva posizione del mezzo. La navigazione Doppler (dal nome del fisico e matematico austriaco del XIX secolo Christian Johann Doppler) riguarda essenzialmente l’aeronavigazione e comporta l’analisi dello scostamento nella frequenza radio risultante dal moto relativo tra sorgente radio e osservatore.

La navigazione inerziale, basata sulla guida inerziale, è un sistema autonomo, totalmente indipendente dai sistemi di informazione elettronici o a vista. Consiste di un particolare tipo di acceleratore, stabilizzato da giroscopi che registrano l’entità dell’accelerazione del mezzo, sia in direzione nord-sud sia in direzione est-ovest, rispetto a un punto di partenza noto. Le accelerazioni vengono quindi convertite dai computer in una precisa informazione sulla posizione dell’aereo.

Originariamente sviluppati per l’impiego sui missili balistici a lungo raggio e per i sottomarini a propulsione nucleare, i sistemi inerziali trovano ora applicazioni assai più ampie, come nella navigazione degli aerei da trasporto a lungo raggio.