Scenari incidentali: assetti inusuali, margini di "buffet onset" e rischi in alta quota

Dopo l'incidente all'Airbus 320 AirAsia proponiamo alcune note storiche tratte da "airmanshiponline"!

Quale conoscenza e consapevolezza hanno i giovani piloti di linea del XXI secolo, le leve generazionali che acquisiscono le professionalità indispensabili a operare nel trasporto aereo competitivo (flotte low cost e non) di questo periodo. Una fase nella quale le performance aeronautiche degli aeromobili sono avveniristiche ancorché sensibili, la loro efficienza operativa commisurata alle procedure aziendali, alle politiche dei costi, alle pressioni alle quali è sottoposto il personale navigante, alle economie sul costo e sull'imbarco del carburante minimo a bordo, alla puntualità e regolarità dei voli che, talvolta, probabilmente, non impediscono la cancellazione di un volo in condizioni meteo critiche se non severe se non del tutto avverse.

Quale supporto associativo, sindacale, culturale e professionale dispongono le migliaia di piloti che nel mondo operano ogni giorno? Sono, comunque, argomenti utili. Rappresentano, in fondo un'informativa indispensabile all'opinione pubblica, al passeggero, e infine anche all'universo dei giornalisti che, troppo spesso illustrano, trattano e argomentano questioni tecniche senza un adeguato supporto "culturale".

Lo stralcio che presentiamo è uno degli approfondimenti che "airmanshiponline" ha trattato ancora nello scorso secolo. Le flotte aeree coinvolte, in prevalenza ancora Airbus e Boeing sono le stesse che operano in questo periodo e, probabilmente, voleranno ancora a lungo. Le performance in alta quota con le considerazioni di "buffet" critico, di margini di stallo di bassa e di alta, purtroppo sono ancora i medesimi. E talvolta non adeguatamente compresi se non del tutto, ancora, ignorati.

"Airmanshiponline" Estate 1999, di Aldo Carlo Pezzopane

"E' avvenuto in diverse occasioni che un aereo utilizzato in volo di linea, cioè in operazioni di trasporto passeggeri, si è trovato in un assetto inusuale.

Gli assetti inusuali possono essere suddivisi in due categorie.

Una prima categoria comprende gli assetti che rientrano nell'envelope operativo della macchina ma eccedono lo standard di utilizzazione in operazioni di linea.

Per questo nel linguaggio dell'analisi delle registrazioni di volo essi vengono definiti eccedenze operative.

Un esempio è un' inclinazione laterale (roll) superiore a 30 gradi ma inferiore a quella che farebbe superare i fattori di carico nelle stesse condizioni di volo. Un altro esempio è un assetto longitudinale cabrato oltre i normali assetti di decollo ma ancora in grado di consentire una condizione stabilizzata di volo e non una regressione di velocità. Però solo un quadrimotore di lungo raggio scarico (come un B-747 al peso di 200 tonnellate) accelera in salita con assetti superiori a 20-25 gradi.

A volte l'assetto eccessivo in decollo può portare ad arresto o a diminuzione della velocità ma sono episodi confinati a situazioni addestrative o conseguenza di grosse distrazioni o di mancanza di skill e, in ogni caso, non tollerabili a livello di professionisti consolidati.

Una seconda categoria comprende gli assetti (longitudinale e laterale) che non hanno connotati estremi ma che, a causa della condizione di volo (peso dell'aereo e altitudine), possono provocare la perdita di controllo della macchina (in altre parole lo stallo di alta o di bassa velocità).

Un aeromobile che vola ad altitudini superiori a 30.000 piedi con peso elevato (tale che il margine dal buffet onset corrisponde a 1.3 g) può entrare in stallo se viene inclinato di 30 gradi e contemporaneamente incontra turbolenza light (per definizione fino a +/- 0.5 g).

Ma non è necessaria la turbolenza per provocare la perdita di controllo.

Un B-747 in volo da Roma a Rio de Janeiro si trovava in crociera sopra la città di Dakar a 35.000 piedi al limite di 1.3 g quando entrò in buffet di bassa velocità perchè l'automanetta intervenne in ritardo a compensare una diminuzione di velocità in seguito ad una inclinazione laterale di 30 gradi.

Oltre alla successiva perdita di quota i notevoli scuotimenti dello stallo provocarono la rottura di un antenna HF sull'estremità dell'ala destra.

Lo stesso discorso vale per l'assetto longitudinale. Il volo ad alta quota con pesi elevati e con elevate temperature esterne che limitano le prestazioni dei motori è una condizione che ha visto diversi aeromobili di lungo raggio o aeromobili di corto raggio utilizzati su tratte lunghe, entrare in buffet o avvicinarsi allo stallo a causa di assetti longitudinali apparentemente usuali (tra 5 e 10 gradi) ma non appropriati alle condizioni di volo.

Un altro B-747 si trovò a 245 nodi di velocità IAS alla altitudine di 27000 piedi dopo aver decollato a pieno carico da un aeroporto dell'estremo oriente diretto in un aeroporto europeo.

La velocità minima era di 242 nodi ma l'aereo fortunatamente non entrò in buffet perché l'autopilota in funzione pitch hold mantenne 5 gradi di assetto e lasciò che l'aereo iniziasse una leggera discesa con un variometro di circa 500 piedi al minuto.

L'equipaggio non riconobbe questa condizione a causa di lacune nei processi addestrativi e di una documenazione di bordo per certi versi fuorviante e attribuì l'incapacità dell'aereo di salire ad un possibile eccesso di carico.

L'analisi dei dati di volo rivelò successivamente quanto fosse stato ridotto il margine da una condizione disastrosa evitata per caso.

Consideriamo, ovviamente, come perdita di controllo una condizione molto prossima allo stallo o il buffet perchè non rientra nelle normali operazioni di linea, non rientra nelle normali manovre a cui è assuefatto il pilota, non ha caratteristiche di stabilità di comportamento per tutte le macchine.

D'altra parte l'industria ha introdotto sui velivoli dotati di sistemi fly-by-wire delle barriere automatiche che evitano l'avvicinamento a queste condizioni.

Ma siamo ancora ben lontani dalla completa affidabilità di questi automatismi e dalla loro diffusione su tutti gli aeromobili adibiti a trasporto di linea.

Per rispettare questi limiti e non trovarsi in assetti inusuali sono necessarie, quindi, alcune condizioni personali che ritroviamo immancabilmente nell'edificio di una professionalità consolidata all'insegna dell'airmanship.

Disciplina, abilità e preparazione tecnica sono fondamentali.

La preparazione tecnica vuol dire conoscere la macchina nelle sue caratteristiche aerodinamiche in termini di limitazioni e di performance ma è basata sul presupposto di una completa conoscenza di base del volo per assetti e del volo a regime subsonico prossimo a mach critici.

Preparazione tecnica vuol dire anche conoscenza delle tecniche di utilizzazione dell'autopilota per non incorrere in ulteriori problemi indotti da un automatismo che a volte non conosce l'envelope operativo.

Preparazione tecnica vuol dire, infine, conoscenza delle procedure e delle condizioni ambientali associate al problema degli assetti limite o inusuali.

E' comprensibile che situazioni anormali o di emergenza oppure malfunzionamenti della macchina abbiano indotto assetti di volo pericolosi e momentanea perdita di controllo, anche in vicinanza del suolo o dell'acqua, ma non è ammissibile se ciò è avvenuto per distrazione, ignoranza, superficialità o indisciplina.

Nel bagaglio basico di ogni pilota di linea i limiti dell'inviluppo di velocità (IAS e Mach) per vari pesi, alle varie quote e nelle diverse configurazioni devono esistere come una marcatura genetica.

Il controllo della macchina per stare in ogni condizione entro i suoi limiti di volabilità ha la priorità su ogni alto compito dell'equipaggio di condotta.

Questo mental frame che costituisce la situational awareness è tanto più importante in condizioni di emergenza o di elevato carico di lavoro ed anche se alcuni aeromobili di moderna tecnologia possono provvedere a tale salvaguardia su base automatica, è fondamentale che i piloti considerino in modo aggressivo la necessità di essere sempre presenti nel controllo dell'assetto o, come si suol dire, pilot must always be in the loop.

La maggior parte dei piloti oggi in attività ed, ovviamente, tutti quelli che sono definitivamente "a riposo" hanno iniziato a volare su aeromobili di linea che non avevano nemmeno avvisatori di stallo e stick shaker.

Alcuni equipaggi durante i primi voli su jet (DC-8) scoprirono a loro spese che la compressibilità dell'aria faceva coincidere stallo di alta velocità e stallo di bassa velocità a quote che erroneamente erano state pianificate per la traversata dell' Oceano Atlantico al fine di garantire aspetti commerciali del volo.

L'impianto stick shaker è comunque un impianto d'avviso incompleto e soggetto anch'esso alla compressibilità dell'aria.

Infatti esso interviene al superamento di un determinato angolo tra un'aletta che resta sempre parallela al flusso d'aria e la fusoliera, in altre parole interviene ad uno specifico assetto.

A basse quote l'angolo di incidenza di stallo è assimilabile all'angolo di assetto ma a quote elevate diminuisce notevolmente e l'aereo può entrare in buffet senza che sia stato superato l'assetto che fa intervenire lo stick shaker. Alcuni anni or sono un DC10 Aeromexico decollato da Francoforte stava completando la salita e l'autopilota era in funzione pith hold, una situazione analoga a quella del B747 che si avvicinò alla velocità di buffet ricordata poc'anzi, quando entrò in stallo perdendo oltre 15000 piedi prima che i piloti riuscissero a riportarlo in volo stabilizzato.

In seguito a questo incidente venne richiamata l'attenzione degli equipaggi sul fatto che non potevano attendersi l'intervento dello stick shaker al di sopra di certe quote.

Quindi generazioni di piloti di linea si sono formati su macchine che richiedevano una sorveglianza continua e prioritaria dell'entità dei margini dalla condizione di buffet e tranne poche eccezioni tutti possono affermare di non aver mai lasciato andare l'aeromobile in situazioni critiche.

E' come se due indicatori di limite massimo e minimo (che su alcuni aeromobili sono presenti sull'attitude display in corrispondenza dell'indicazione di velocità) facessero parte di un senso supplementare del pilota sviluppato con l'apprendimento e l'esperienza.

La mancanza di questa sensibilità, cioè della percezione dei riferimenti per l'equilibrio dinamico dell'aereo, comporta spesso, per coloro che ne sono affetti, l'incapacità di percepire l'evoluzione del volo in riferimento al suolo.

La presentazione pittorica dell'evoluzione del volo sul navigation display, in particolare nelle discese assistite dal Flight Management System, intorpidisce nel pilota esperto la capacità di determinare la propria posizione in base ai rilevamenti mentre favorisce nel meno esperto una fiducia acritica nella mediazione offerta dai computer per il controllo della posizione.

L'introduzione di sistemi automatici tende ad escludere i piloti dal loop o induce in loro una complacency a delegare certe funzioni basilari agli automatismi. In tal modo certi comportamenti professionalmente naturali divengono regressivi invece di essere aggressivi.

Le prospettive della professione di pilota di linea in questo quadro diventano inquietanti ma è già da tempo che il processo è iniziato. La disponibilità di nuove tecnologie capaci di ridurre i costi addestrativi e di aumentare la competitività commerciale delle grandi compagnie come di quelle più piccole (che la deregulation ha portato alla ribalta) ha fatto presa sugli alti livelli di gestione ed ha coinvolto i responsabili di line, consapevoli dei problemi del fronte operativo. Viene insinuata una subdola trasformazione della funzione del pilota da ultima barriera per la sicurezza del volo a operatore di automatismi o "spingi bottoni". La sicurezza viene ritenuta assicurata da aspetti formali e il ruolo del comandante di linea, in un progressivo predominio degli obiettivi commerciali del volo, potrebbe diventare sempre di più quello di caposcalo volante."