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PostHeaderIcon Turbolenza: il pericolo invisibile.By S.Miller

La traduzione (e l’orribile figura a pagina 2) è a cura di Claudio ‘Oink’ Carletti.  Grazie Claudio, Digia

La turbolenza atmosferica può essere un pericolo significativo mentre si sta pilotando un paracadute a profilo alare. E’ perciò importante che tutti i paracadutisti comprendano la natura della turbolenza ed i potenziali effetti che può avere sulla vela.

Il paracadutista dovrebbe sapere come evitare la zona di turbolenza, ma deve soprattutto saper adottare le tecniche di volo in turbolenza se ci si dovesse trovare suo malgrado.

Iniziamo con qualche nozione aerodinamica di base:

· Durante il volo a vela aperta, il paracadutista (ed il materiale) avvertono il vento relativo (relative wind) generato dal movimento attraverso l’aria;

· Il flusso del vento relativo intorno al profilo alare crea la portanza (lift);

· La velocità di questo flusso, detta velocità dell’aria (airspeed), influisce sulla portanza generata dal profilo alare;

· L’angolo di attacco (angle of attack) è l’angolo che il vento relativo forma con la sezione del profilo alare;

· Sia la variazione della velocità dell’aria, sia la variazione dell’angolo di attacco influiscono sulla quantità di portanza generata

· Durante il volo ‘standard’, il profilo alare ha un angolo di attacco positivo. Se, per qualsiasi motivazione, l’angolo di attacco di una sezione del profilo alare raggiunge lo zero, quella sezione non genera portanza;

· Angoli di attacco troppo elevati causano lo stallo dell’ ala, così come angoli di attacco negativi possono causare portanza nella ‘direzione errata’ (ad esempio gli aerei acrobatici possono volare in volo rovesciato nonostante le loro ali producano portanza negativa);

· Il movimento dell’aria rispetto al terreno è chiamato vento atmosferico (atmospheric wind); in normali condizioni il vento ha effetto soltanto sulla velocità e sulla direzione del paracadute rispetto al terreno. Al contrario di quello che si può pensare, un vento costante non ha effetto né sulla velocità della vela rispetto l’aria, né sul suo angolo di attacco, né su nessun’altra delle performance aerodinamiche in volo;

· Il vento atmosferico (a meno di casi estremi) non è avvertibile né dal paracadutista né dal paracadute, il solo vento che potranno avvertire è quello relativo generato dal movimento attraverso l’aria;

· La velocità (velocity) è una combinazione della direzione (dello spostamento) e dell’iintensità (della velocità). Al cambiare di una delle due, o di entrambe, c’è sicuramente un cambio di volocità.

· La turbolenza si verifica quando si verificano cambiamenti improvvisi e bruschi nella velocità del vento atmosferico

Al contrario del vento costante, la turbolenza può cambiare la velocità dell’aria e l’angolo di attacco di un’ala, di conseguenza altererà la portanza generata dall’ala. Inoltre può causare il rallentamento, l’accelerazione, la cabrata, la picchiata e il cambio di direzione di un paracadute, arrivando fino a distorcerne più o meno parzialmente la forma.

Tipi di turbolenza

Il cambio della velocità del vento nello stesso punto viene chiamato raffica (gust). La forza della raffica è misurata come la differenza tra l’intensità del vento ed il picco di intensità della raffica. Maggiore è la forza della raffica, maggiore è il grado di pericolosità che si incontra volandoci attraverso.

La differenza del vento (direzione e/o intensità) durante lo spostamento da un punto ad un altro, è chiamata wind shear. Il classico esempio di wind shear che tutti sperimentiamo è la variazione dell’intensità e/o della direzione del vento atmosferico a diverse quote (vento alla quota di lancio, alla quota di apertura, al suolo).

Le raffiche ed i wind shear possono essere sia su larga scala, che confinati ad una piccola zona. Questi del secondo tipo possono essere suddivisi in:

Turbolenza meccanica (mechanical) – si genera a quote relativamente basse ed è creata da ostacoli quali edifici, alberi o colline. Queste turbolenze generalmente peggiorano al crescere dell’intensità del vento e possono essere un preoccupante pericolo durante la fase di approccio e di atterraggio.

Scia (wake) – è generata dai vortici che si creano dietro un’ala in volo. Durante l’approccio e l’atterraggio, la scia di aerei o di altri paracadute può essere un pericolo tanto preoccupante quanto la turbolenza meccanica.

Gradiente del Vento (wind gradient) – è la continua e costante riduzione del vento (intensità e/o direzione) a bassa quota, causata dell’ attrito tra l’aria ed il suolo. Gli effetti che si possono sperimentare su un paracadute sono di solito poco preoccupanti, ma possono causare improvvise accelerazioni durante gli ultimi 15-30 metri (50-100 piedi) di discesa.

Termica (thermal) – è una massa d’aria ascendente generata da una superficie che emana più calore rispetto al terreno circostante. In molti casi (ma non in tutti) le termiche isolate non sono un pericolo significativo per il paracadutista.

Mini Tornado (dust devil) – è una massa d’aria ruotante del tutto simile ad un piccolo tornado. Generalmente si generano a temperature calde e sono causati dai spostamenti delle termiche. Sono estremamente pericolosi.

Temporali (thunderstorm) – generano diverse forme di turbolenza e possono essere pericolose tanto per i paracadute quante per gli aerei.

La turbolenza è generalmente classificata leggera, moderata, severa, estrema. Questa classificazione, tuttavia, è basata sugli effetti che ha su un aereo; su un paracadute questi effetti sono ovviamente moltiplicati per una scala drasticamente maggiore.

Evitare le turbolenze

Turbolenze meccaniche

Le turbolenze meccaniche sono quelle con le quali si ha spesso a che fare durante l’atterraggio con il paracadute, si trovano nelle zone superiori, sopravento e sottovento dell’ oggetto intorno al quale si generano.

L’estenzione della zona di turbolenza può variare in base alla dimensione ed alla forma dell’ostacolo, alla presenza di altri ostacoli nella zona e all’intensità del vento, ma generalmente si può avere una buona stima delle dimensioni della zona a partire dall’ altezza dell’ostacolo.

E’ infatti altamente probabile che la zona turbolenta si estenda in altezza almeno per il doppio dell’ altezza dell’oggetto, e lo stesso accade per quanto riguarda il lato sopravento. Sottovento invece, la zona turbolenta si può estendere almeno per dieci volte l’altezza dell’oggetto ma non è raro che possa arrivare anche fino a venti volte l’altezza dell’oggetto.

Come esempio si immagini un edificio di 3 piani (alto circa 10 metri); in presenza di venti moderati o forti sarà altamente probabile incontrare la turbolenza meccanica almeno per 20 metri sulla verticale dell’edificio e sul lato sopravento, mentre sul lato sottovento la turbolenza si estenderà almeno per 100 metri

(nel disegno, la zona a sfondo viola).

Purtroppo i paracadutisti spesso sottostimano le dimensioni della zona turbolenta piuttosto che sovrastimarle, meravigliandosi della turbolenza incontrata atterrando vicino grandi oggetti in condizioni di vento moderato.

Scie

Le scie possono manifestarsi anche oltre 15 metri dietro un’ala in volo. Sono turbolenze che si attenuano e scompaiono in brevissimo tempo, ma sono comunque avvertibili fino a qualche secondo dopo il passaggio dell’ala che le ha generate. E’ importante quindi evitare di volare dietro un altro paracadute specialmente durante la fase di approccio e la fase di atterraggio.

Termiche

Sono spesso incontrabili durante una giornata calda sopra una striscia di asfalto. Sebbene possano essere di forte intensità in alcune DZ, raramente sono preoccupanti se paragonate ad altri pericoli. Purtroppo alcuni paracadutisti affermano di aver attraversato una termica anche quando in realtà la zona turbolenta era stata generata da altre cause. Questo potrebbe diventare un problema se altri prendessero dei rischi inopportuni per evitare la supposta zona di termica (ad esempio forzassero un approccio nelle vicinanze di un ostacolo per evitare di volare sopra una lingua di asfalto).

Mini Tornado

Come i tornado, possono creare piccole colonne di sabbia e polvere, ma attenzione: la vera dimensione del mini tornado può estendersi anche per decine (addirittura centinaia) di metri oltre l’effetto visibile (in alcuni casi il fenomeno rimane totalmente invisibile). Generalmente si muovono nella direzione del vento, quindi, nell’eventualità ne vediate uno, allontanatevi il più in fretta possibile girandovi controvento o col vento di lato. Nei posti dove questi fenomeni si manifestano più frequentemente è utile chiedere sempre informazione ai paracadutisti di casa per avere utili consigli.

Temporali

Sono creati dall’ attività delle termiche nell’atmosfera su larga scala e producono severe turbolenze che possono estendersi per una distanza anche molto maggiore della parte visibile del temporale. Ogni volta che c’è un temporale nelle vicinanze o che ne sta per arrivare uno, tenete sempre d’occhio le condizioni atmosferiche prima di salire a bordo dell’aereo. Come termine di paragone, pensate che gli stessi piloti di aerei di linea o commerciali si tengono a debita distanza dai temporali…immaginate l’effetto che potrebbe avere su un paracadute. Come prima, chiedere informazioni ai paracadutisti locali può essere di grande aiuto.

Volare nelle turbolenze

A volte la turbolenza può collassare il paracadute, o comunque alterarne la forma. Poiché questo è l’effetto maggiormente visibile, i paracadutisti spesso spostano la loro attenzione nel mantenere il paracadute più pressurizzato possibile: sfortunatamente questo può portare a spiacevoli sorprese.

Ad esempio, a molti paracadutisti è stato detto che nell’eventualità di trovarsi in una zona turbolenta, avrebbero dovuto volare coi freni dal 25% al 50% per impedire al paracadute di collassare. Questo poteva essere utile a far volare in modo scorrevole le prime vele a cassoni in una zona turbolenta, tuttavia le vele attuali sopportano meglio il volo in turbolenza a velocità piena (ZERO freni).

E’ anche importante essere a conoscenza del fatto che la turbolenza può influire su un paracadute anche senza deformarlo: alcuni esempi possono essere improvvise cabrate/picchiate o improvvise perdite di quota senza che sia possibile notare alcuna deformazione nella vela. In definitiva, molti effetti che possono essere sperimentati sotto un paracadute in turbolenza sono gli stessi che possono essere provati su un qualsiasi altro velivolo ad ala rigida.

Piuttosto che a una perdita di pressione nella vela, questi effetti possono essere imputati all’ improvviso cambiamento dell’angolo di attacco o della velocità rispetto l’aria riguardante una sezione o la totalità dell’ala.

Quindi, come in ogni altra situazione, anche attraverso una zona turbolenta, la priorità del paracadutista è quella di pilotare la propria vela: se si manifestano improvvise variazioni di inclinazione o di direzione, il paracadutista deve essere pronto a reagire di conseguenza a questi cambiamenti e mantenere la vela sul percorso prestabilito, specialmente se ciò accade in prossimità del terreno.

Anche se la vela dovesse iniziare a distorcersi o collassare, nella maggior parte dei casi il fenomeno riguarderà solo parte della vela e in breve tempo potrebbe risolversi da solo, anche se prevenire le variazioni di direzione e di inclinazione potrebbe rallentare il processo.

Provare a mantenere la vela pressurizzata o addirittura cercare di far ‘rigonfiare’ la parte di vela collassata, può solo distrarre il pilota dal compito più importante che ha in qul momento: essere concentrato nel controllo della direzione e del rateo di discesa.

Se la turbolenza causa variazioni di direzione o inclinazione (specialmente picchiate) vicino al terreno, usate dolcemente ma in maniera determinata i comandi per

1. arrestare o ridurre un’improvvisa perdita di altitudine

2. tenere la vela parallela al terreno e su un percorso rettilineo, cercando di arrestare slittamenti e giri significativi

3. mantenere la vela in volo verso una sicura zona di atterraggio

Se ad esempio la vela inizia a slittare verso destra durante l’approccio all’atterraggio, tira dolcemente ma rapidamente il comando opposto (il sinistro) quanto necessario per mantenere la vela in volo livellato ed arrestare il giro innescato; se c’è abbastanza quota, guida dolcemente la tua vela sul suo percorso originale.

Se la vela improvvisamente va in cabrata o in picchiata durante i secondi precedenti l’atterraggio, dovresti anticipare il flare in modo da fermare l’accelerazione e minimizzare la perdita di quota. Se appena iniziato il flare senti la vela girare o ‘cadere’ verticalmete, continua a tenere il flare! Concentrati su una zona sgombra davanti a te per atterrare e prova a far volare la vela dritta continuando a mantenere tirati i comandi.

Sii sempre pronto ad eseguire una capovolta (PLF) durante un atterraggio in turbolenza: l’atterraggio potrebbe essere molto più duro di un atterraggio normale.

Ogni paracadutista deve essere pronto a mettere in pratica queste tecniche durante il volo in zone turbolente, soprattutto se si verifica in prossimità del suolo; comunque, non è necessario reagire ad ogni piccolo sobbalzo della vela: volare in posizione di ZERO freni, rende solitamente la vela meno soggetta agli effetti delle turbolenze o comunque ne minimizza l’intensità.

Se fosse necessario effettuare un cambiamento di direzione in turbolenza, in maniera particolare se a bassa quota, effettuate una virata dolce e costante; virate brusche possono solo contribuire a rendere la vela più suscettibile agli effetti della turbolenza.

Turbolenza e Atterraggi ad Alta Prestazione (HP)

Solitamente i paracadutisti che praticano lo swoop avvertono meno gli effetti della turbolenza rispetto ai paracadutisti che scelgono di effettuare un approccio più conservativo al terreno. Nonostante ciò possa suggerire che un approccio veloce porti dei vantaggi, ci sono anche dei svantaggi da considerare.

Prima di tutto, se non siete allenati a fare atterraggi HP, probabilmente una giornata ventosa e turbolenta non è il momento migliore per iniziare.

Molti paracadutisti usano una virata per aumentare la velocità durante un atterraggio HP. Come menzionato in precedenza, un paracadute diventa maggiormente suscettibile agli effetti della turbolenza durante una virata. In condizioni di turbolenza i paracadutisti che scelgono un approccio conservativo o leggermente accelerato dalla trazione di entrambe bretelle anteriori, sicuramente incontreranno meno rischi di chi eseguirà una virata veloce (o peggio un gancio).

Come menzionato in precedenza, la sola velocità del vento non modifica le prestazioni di una vela, inclusa la quota necessaria per recuperare da una manovra, detta curva di recupero. A differenza del vento costante, la turbolenza può influire sulla profondità della curva di recupero, e poiché gli effetti della turbolenza sono difficili da prevedere, i paracadutisti che eseguono approcci ad alta velocità sono tenuti a usare una maggiore attenzione.

La trazione delle bretelle anteriori distorce il profilo alare di qualche grado e potrebbe portare la vela ad essere più suscettibile algi effetti della turbolenza. Se senti che la resistenza delle bretelle anteriori diminuisce improvvisamente durante un approccio HP, rilascia dolcemente le bretelle, ritornando ad un approccio standard.

Se per caso le funicelle di comando fossero troppo corte, la trazione della bretella anteriore potrebbe far ‘saltellare’ la vela. Sebbene ciò sia fastidioso e possa ridurre l’efficienza delle bretelle anteriori, non è pericoloso in condizioni di vento leggero; purtroppo il saltellio può essere drasticamente accentuato dalla turbolenza fino al punto di diventare pericoloso.

Grandezza della Vela, Carico Alare e turbolenza

Sia che si parli di vele grandi con un carico alare basso, sia di vele piccole con un carica alare alto, si possono individuare in entrambe i casi vantaggi e svantaggi in condizioni di turbolenza.

Vele Grandi e/o basso carico alare

Svantaggi: il paracadutista si troverà a pilotare una vela ‘saltellante’; la vela tenderà a distorcersi e ‘respirare’ (sgonfiamenti parziali e rigonfiamenti) più spesso rispetto a una vea piccola o con un carico alare maggiore.

Vantaggi: la turbolenza di solito si manifesta con effetti minori durante il pilotaggio della vela. Le improvvise variazioni di direzione e inclinazione si presentano in maniera più lenta, dando al pilota più tempo per reagire. La vela potrebbe non reagire velocemente a un parziale collasso.

Vele Piccole e/o alto carico alare

Vantaggi: il paracadutista si troverà a pilotare una vela più stabile, meno saltellante e che potrebbe anche non respirare (sgonfiamenti parziali e rigonfiamenti) nè distorcersi.

Svantaggi: in condizioni di severa turbolenza, il percorso di discesa potrebbe essere fortemente alterato. Si possono verificare improvvise e imprevedibili variazioni di inclinazione e direzione, alle quali il paracadutista deve essere pronto a reagire per evitare eccessive perdite di quota. L’atterraggio potrebbe essere duro.

In turbolenza, qualche vela ha dei vantaggi specifici rispetto alle altre, proprio come certi aerei sono avvantaggiati rispetto ad altri ma, all fine della fiera, niente che vola in turbolenza può evitare il manifestarsi dei suoi effetti. Ogni paracadutista deve essere al corrente dei vantaggi e dei svantaggi che la vela che pilota ha in situazioni di turbolenza e i particolari rischi ai quali potrebbe andare incontro volando in turbolenza.

L’importanza di avere un buon metodo di giudizio

E’ importante esercitarsi per avere un buon metodo di giudizio al manifestarsi di una turbolenza. Ogni paracadutista dovrebbe essere al corrente di quello che può generare una turbolenza e i rischi che potrebbe correre saltando in una situazione di turbolenza. Ottime domande da porsi sono

· Quanto è forte il vento?

· E’ più forte di quelli nei quali ho già saltato?

· Gli altri paracadutisti ne sono usciti con difficoltà?

· I paracadutisti più esperti di me vanno in decollo o rimangono a terra?

· Vale la pena rischiare per pochi salti in più o conviene aspettare che le condizioni migliorino?

Anche se la DZ ha intenzione di mandare un aereo su e/o gli altri hanno intenzione di saltare, non devi sentirti costretto dalla decisione di altri se il tuo istinto ti consiglia di stare a terra.

Conclusioni

1. Lo studio è una importante difesa contro i rischi della turbolenza. A ogni paracadutista dovrebbe essere chiaro quale effetto potrebbe avere la turbolenza sulla sua vela e quali sono le situazioni da evitare se si vuole evitare di capitare in nua zona turbolenta.

2. La preparazione è allo stesso modo necessaria per saper reagire in maniera opportuna alle situazioni di turbolenza che si potrebbero incontrare.

3. Saper valutare ed un buon metodo di giudizio sono altrettanto cruciali. Piloti esperti potrebbero affrontare rischi calcolati per mettere alla prova le loro abilità, ma eviteranno sicuramente i rischi inutili.

L’originale del presente articolo è liberamente consultabile e scaricabile all’indirizzo www.performancedesigns.com/docs/Turbulence-Hazard.pdf

References:

Lester, Peter F. Turbulence: A New Perspective for Pilots. Englewood, CO: Jeppesen Sanderson, Inc., 1993.
Simmons, Martin. Model Aircraft Aerodynamics, Fourth Edition. Swanley, Kent, UK: Nexus Special Interests, Ltd., 1999.

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