Condotta operativa dell'impianto

Modo automatico

Nei sistemi di pressurizzazione più moderni, dei circuiti posti nel regolatore di pressione e sensibili alla pressione statica esterna, elaborano un programma della quota cabina in funzione della quota dell'aeromobile.

Tale programma è basato sulle prestazioni dell'aeromobile considerato e adatta le variazioni della quota cabina alla velocità verticale dell'aereo. Pertanto, se quest'ultimo vola a quota costante, anche la quota cabina è tenuta costante (cioè il suo rateo è zero); viceversa, quando l'aeromobile sale anche la quota cabina deve salire.

Inoltre il programma della quota cabina elimina la necessità di dover selezionare prima del decollo, durante le variazioni di quota in crociera e prima della fase di discesa, il valore della quota a cui la cabina deve portarsi, in modo che la pressione differenziale sia sempre inferiore a quella limite. Al fine di assicurate il comfort dei passeggeri il programma viene scelto in modo che la velocità di salita della cabina che ne deriva risulti inferiore a quella necessaria per consentire alla cabina stessa di salire dal livello del mare a 8.000 ft (massima quota pressione di cabina per gli aerei commerciali), nello stesso intervallo di tempo necessario all'aeromobile per raggiungere la quota massima.

Per determinare il programma viene usata la massima velocità di salita dell’aeromobile considerato, in quanto a tale valore è legato il rateo di cabina richiesto più alto.

Esempio n. 1

Il modo di funzionamento automatico viene stabilito ponendo il relativo interruttore, posto sul pannello di controllo, su AUTO.

In questo esempio si considera un profilo di volo che prevede un aeroporto di partenza (Los Angeles - LAX) posto a 126 ft sul livello del mare ed uno di destinazione (Denver - DEN) la cui quota è di 5.654 ft.

Prima del decollo, il regolatore di pressione deve ricevere le informazioni di rateo e di quota del campo di atterraggio.

In questo caso il pomello RATE LIMIT è posto nella posizione contrassegnata dall'indice di riferimento, che si suppone corrisponda ad un rateo di 700 ft./min. a salire e 300 ft./min. a scendere. Tale posizione è considerata nominale per il funzionamento automatico.

Il volo è suddiviso nelle seguenti fasi:

	terra
	decollo
	salita a 27.000 ft.
	crociera
	salita a 33.000 ft.
	discesa
	impatto (atterraggio)

Terra

Il funzionamento automatico a terra è operativa quando il ground relay rivela la condizione di aeromobile a terra e sul pannello di controllo dell'impianto è stato selezionato il modo automatico. In tali condizioni, il calcolatore mantiene le valvole di efflusso in completa apertura (pressione differenziale nulla), in modo da consentire la massima ventilazione della cabina durante l'imbarco dei passeggeri ed il rullaggio dell'aereo.

Decollo

La fase di decollo dell'impianto di pressurizzazione inizia quando le manette vengono avanzate per raggiungere la potenza di decollo.

In tali condizioni le valvole di efflusso vengono modulate in chiusura in modo da pressurizzare la cabina ad un rateo di 300 ft/min. per tutta la corsa di decollo.

La pre-pressurizzazione a terra è una caratteristica dell’impianto tipica solo di alcuni tipi di aerei, in quanto legata principalmente alla posizione delle valvole di efflusso. Infatti, il suo scopo è di attenuare gli effetti dei colpi di pressione (pressure bumps) in cabina (e quindi migliorare i comfort dei passeggeri), nei casi in cui le valvole sono interessate dal flusso d'aria in dinamica generato dalla rotazione dell'aeromobile.

Salita a 27.000 ft

Per il tipo di impianto considerato la fase di salita inizia alla rotazione dell'aeromobile. Dal momento che la quota dell'aeroporto di arrivo (LDG ALT) è superiore a quella dell’aeroporto di partenza, subito dopo il decollo la cabina inizia a salire ad un rateo di 350 ft/min. (1/2 del rateo selezionato) verso la quota dell'aeroporto di arrivo diminuita di 100 ft (in questo caso: 5.654 - 100 = 5.554 ft). Una volta raggiunto, tale valore di quota cabina viene mantenuto.

Crociera

La fase di crociera dell‘impianto di pressurizzazione si stabilisce quando la quota cabina raggiunge il valore di 5.554 ft. A questo punto il calcolatore inizia il controllo isobarico automatico della quota ed invia dei segnali di correzione all'attuatore delle valvole ogni volta che la quota cabina tende a variare.

Per effettuare un'analisi più completa del funzionamento automatico, si suppone che per motivi operativi di traffico o per altre ragioni, occorre procedere ad una variazione di quota, passando dal livello di volo 300 al livello di volo 330.

Come detto precedentemente il calcolatore elabora un programma di quota cabina determinato dall'analisi del massimo rateo di salita dell’aeromobile considerato e basato sul limite di pressione differenziale normalmente raggiungibile (nel nostro caso 7.77 PSID).

Continuando la salita, quando l'aereo raggiunge la quota di 27.000 ft, come nel caso del profilo di volo considerato, il segnale di quota cabina corrisponde a circa 5.000 ft. La quota a cui la cabina viene comandata è data dal valore più alto tra la quota selezionata del campo di atterraggio (diminuita di 100 ft) e quella generata dal programma (cioè: 5.554 e 5.000 ft).

La cabina viene quindi mantenuta a 5554 ft da un controllo isobarico del calcolatore.

Se l’aeromobile continua la salita oltre i 27.000 ft, la quota programmata supera il valore di 5.554 ft ad una quota aeromobile di circa 30.000 ft.

Quando ciò avviene la cabina inizia nuovamente a salire in modo che la pressione differenziale sia limitata a 7.77 PSID.

Dal momento che, come precedentemente detto, oltre i 31.000 ft il rateo di variazione della pressione atmosferica corrispondente alla massima velocità di salita dell'aeromobile è uguale o inferiore al rateo di variazione della pressione cabina usato come riferimento dal programma automatico, la seconda fase di salita della quota cabina avviene al rateo selezionato (700 ft/min.).

Quando l'aeromobile raggiunge e quindi mantiene la quota di 33.000 ft, anche il segnale risultante dal programma si stabilizza e la quota cabina vie ne mantenuta a 6.500 ft.

Discesa

La fase di discesa inizia normalmente quando l'aereo scende alla velocità di 1.000 ft/min., per 1000 ft o 1 minuto. In tali condizioni il calcolatore comanda la cabina verso una quota inferiore di 100 ft rispetto a quella selezionata del campo di atterraggio, al rateo impostato sul panello di controllo (in questo caso 300 f t/min.).

La discesa della quota cabina continua fino a quando viene raggiunta la quota selezionata o quella programmata.

La quota programmata interrompe la discesa della cabina qualora la discesa dell'aereo si arresti prima che la quota programmata raggiunga quella dell'aeroporto di destinazione. Questa interruzione costringe la quota cabina a seguire quella programmata fino a quando viene ripresa la discesa dell'aereo. A questo punto il rateo di discesa è il minore tra quello programmato e quello selezionato. La sequenza descritta può essere ripetuta fino all'atterraggio.

Il valore fisso di 100 ft che viene sottratto alla quota dal campo di atterraggio consente all’impianto di mantenere una piccola pressione di comando in cabina, dopo l’atterraggio, quando l'intervento dell’impianto di inversione spinta provoca contropressioni nella zona delle valvole di efflusso. Nel caso del profilo considerato, all'inizio della discesa il calcolatore compara la quota di 5.554 ft (5654 - 100) con quella programmata corrispondente alla quota aeromobile di 32.000 ft (circa 6.100 ft) e comanda la cabina verso il valore più basso. La sola regolazione richiesta nella fase di discesa è la correzione barometrica (LDG BARO) della quota selezionata.

Atterraggio

Il funzionamento dell'impianto all'atterraggio ha lo scopo di riportare la cabina nel modo di terra (aereo spressurizzato). Quando l'aereo atterra il ground relay rivela la condizione e consente al calcolatore automatico di generare un comando a salire di 400 ft/ min., in modo da portare in apertura le valvole di efflusso.

Essendo la cabina pressurizzata a 100 ft sotto la quota del campo, l'apertura delle valvole causa l'innalzamento della quota.

Non appena la cabina è spressurizzata, la valvola continua a portarsi in completa apertura, riportando l'impianto in configurazione di terra.

Esempio n. 2

Come secondo esempio del modo di funzionamento automatico viene considerato il volo di ritorno Denver - Los Angeles, alla quota di crociera di 26.000 ft.

Funzionamento a terra

Il funzionamento dell'impianto è invariato rispetto al caso precedente. La quota pressione del campo di decollo corrisponde a 5.654 ft. Prima del decollo la selezione LDG ALT è posta su 126 ft e la manopola RATE sull’indice di riferimento.

Decollo

Anche il decollo è analogo a quello descritto precedentemente. Il calcolatore comanda le valvole di efflusso in modo da mantenere un rateo di discesa della cabina di 300 ft/min.

Discesa

Secondo il profilo di volo la cabina scenda da 5.654 ft verso 126 ft al rateo di 150 ft/min. (1/2 di quello selezionato).

Tuttavia, dal momento che la logica dell'impianto impone alla cabina di seguire la quota programmata quando questa è superiore a quella dell’aeroporto di arrivo, la cabina non raggiunge la quota di 126 ft.

Infatti, dopo il decollo, il calcolatore compara la quota del campo di atterraggio diminuita di 100 ft (cioè: 126 - 100= 26 ft), con quella programmata e comanda la cabina verso il valore più alto (cioè 26 ft), al rateo di 150 ft/min.

Come l'aereo sale, la quota programmata supera i 26 ft, per cui ad un certo punto della salita il calcolatore comanda un incremento della quota cabina, in modo da limitare la pressione differenziale tra la cabina e l’ambiente esterno a 7.77 PSI,

Il comportamento dell'impianto in fase di discesa dell’aereo è analogo a quella descritto nel profilo del volo precedente. Prima dell'atterraggio la quota cabina sarà comandata ad un valore inferiore di 100 ft rispetto a quello del campo di atterraggio.

Modo semiautomatico

Nel modo semiautomatico, l’impianto effettua un controllo isobarico convenzionale. La quota cabina desiderata deve essere selezionata per mezzo dell’apposito pomello ALT SET ed il rateo di salita/discesa della cabina viene mantenuto al valore impostato per mezzo del comando RATE LIMIT.

Il calcolatore rileva la pressione esterna e genera dei segnali di comando che non sono più riferiti ad un programma di quota cabina (come nel funzionamento automatico), ma ad un programma che tiene conto della pressione differenziale limite.

Funzionamento

Nel modo di funzionamento semiautomatico, alcuni circuiti del calcolatore, come ad esempio quelli che in determinate circostanze provvedono a dimezzare il rateo, vengono automaticamente esclusi. Durante la salita dell'aeromobile la quota cabina aumenta continuamente con il rateo selezionato, finche non viene raggiunta la quota selezionata sul nastro ALT SET.

Se durante la fase di crociera la quota dell'aereo dovesse variare, il calcolatore compara la quota cabina selezionata con quella risultante dal programma in base alla quota aeromobile e fornisce un comando di quota cabina corrispondente al valore più elevato. Ciò assicura che la pressione differenziale non venga mai superata. Per riportare la quota cabina all'elevazione del campo di atterraggio, occorre porre il nastro di selezione ALT SET in corrispondenza del valore della quota campo ed effettuare, se necessario, la correzione LDG BARO. La quota cabina diminuisce al rateo preselezionato fino alla quota del campo.

Modo di funzionamento standby

In alcuni tipi di aerei, in caso di avaria dei sistemi automatici, il controllo della pressione di cabina può essere effettuato usando un regolatore elettronico standby.

Il regolatore è collegato ad un attuatore standby installato sul complesso della valvola di efflusso.

Regolatore elettronico standby

La selezione dell'impianto standby avviene per mezzo di un apposito pomello di controllo (CABIN ALT RATE), posto sul frontale del regolatore.

Estraendo il pomello si provoca l'accensione della targhetta STANDBY ON e viene tolta l'alimentazione elettrica ai circuiti di uscita del regolatore automatica e del relativo attuatore.

Il pomello, una volta estratto, ruotato su UP o DOWN regola il rateo di quota cabina. Portando il pomello su UP viene trasmesso un segnale di apertura all'attuatore della valvola di efflusso, mentre portandolo su DOWN viene generato ed inviato un segnale di chiusura.

Una volta ottenuta la quota cabina desiderata, il pomello viene posto sul neutro M, in modo da bloccare la pressione di cabina del momento (pressione di riferimento).

Il regolatore quindi provvede in ogni istante a comparare la pressione di riferimento con la reale pressione di cabina, in modo da mantenere la pressione di cabina costante (controllo isobarico del sistema standby).

Il controllo del modo di funzionamento standby viene effettuato per mezzo del variometro di cabina e dell'indicatore quota cabina/pressione differenziale).

La tabellina posta sul pannello indica la minima quota cabina per una corrispondente quota aeroplano. Ciò serve ad impedire che la pressione interna superi il valore massimo di pressione differenziale. La tabella riporta inoltre i normali valori di quota cabina ottenuti tramite i circuiti di programmazione quota del controllo automatico.