Perché gli aerei decollano e atterrano controvento ?

Gli aerei decollano e atterrano controvento per una ragione fisica semplice : è la velocità dell'aria sulle ali, non la velocità rispetto al suolo, a generare la portanza. Un vento contrario di 30 km/h permette all'aereo di raggiungere la velocità di portanza percorrendo 30 km/h in meno sulla pista. Ciò riduce la distanza necessaria al decollo, abbassa la velocità d'impatto all'atterraggio e migliora il controllo del velivolo in entrambe le fasi. Decollare con vento in coda non è impossibile ma richiede una pista molto più lunga e degrada i margini di sicurezza.

Capire il ruolo del vento al decollo e all'atterraggio aiuta a smitizzare sensazioni a volte ansiogene, le raffiche al momento del flare, i piccoli scricchiolii all'estrazione dei flap, la variazione del rumore dei motori in avvicinamento. Per la fisica del volo : Come vola un aereo ?.

Velocità al suolo e velocità dell'aria, la distinzione chiave

Due misure di velocità molto diverse

In aviazione si distinguono sistematicamente due tipi di velocità :

• Velocità al suolo (GS, Ground Speed) : la velocità reale rispetto al terreno. È quella che vedi sulle app di tracciamento voli come FlightRadar24
• Velocità propria o dell'aria (TAS, True Air Speed) : la velocità nella massa d'aria circostante. È questa che determina la portanza alare

Sono uguali solo in assenza di vento. Appena c'è vento divergono : vento contrario aumenta la velocità dell'aria senza aumentare quella al suolo, e viceversa.

I tubi di Pitot, misurare la velocità dell'aria

I tubi di Pitot sono sensori posti sulla parte anteriore dell'aereo. Misurano la pressione dinamica dell'aria e la convertono in velocità indicata (IAS). Sono questi gli strumenti che i piloti sorvegliano in tutte le fasi critiche del volo, non la velocità al suolo. Approfondimenti aeronautici su Airbus.

Perché decollare controvento ?

La portanza dipende dalla velocità dell'aria

La portanza di un'ala è proporzionale al quadrato della velocità dell'aria che la attraversa. Perché un aereo decolli, le ali devono generare una portanza pari al peso, il che richiede di raggiungere una velocità dell'aria minima, detta velocità di rotazione (VR).

Esempio : un Airbus A320 in configurazione standard ha bisogno di circa 260 km/h di velocità dell'aria per decollare. Con vento calmo, deve raggiungere 260 km/h al suolo. Con vento contrario di 40 km/h, la velocità dell'aria è già 40 km/h da fermo, gli bastano 220 km/h al suolo per decollare. La pista usata è quindi più corta.

Riduzione della distanza di decollo

La distanza di decollo è uno dei vincoli operativi più critici in aviazione. Alcuni aeroporti hanno piste corte (sotto i 2 000 metri) o sono circondati da ostacoli (montagne, edifici). In queste configurazioni, ogni metro conta. Un vento contrario significativo può permettere di operare da piste altrimenti troppo corte per il velivolo a pieno carico. Le linee guida operative sono normate dall'ENAC.

Il margine V1, sicurezza in caso di incidente al decollo

V1 è la velocità di decisione al decollo : oltre, l'aereo deve partire, non c'è più pista per fermarsi in sicurezza. Decollare controvento aumenta la velocità dell'aria più rapidamente, quindi V1 viene raggiunta su una distanza al suolo più corta. In caso di problema al motore prima di V1, la distanza di frenata disponibile è maggiore, il margine di sicurezza migliore.

Perché atterrare controvento ?

Ridurre la velocità al suolo all'impatto

In atterraggio, l'aereo deve posare le ruote sulla pista con la velocità al suolo più bassa possibile per minimizzare distanza di frenata e sollecitazioni sul carrello. Un vento contrario di 30 km/h riduce la velocità al suolo all'impatto di 30 km/h, a parità di altri fattori. Su pista bagnata o corta, il vantaggio è notevole.

Stabilità in finale

Il vento contrario dà all'aereo una migliore risposta ai comandi in avvicinamento. L'aereo mantiene più facilmente l'asse di pista, reagisce con più precisione alle correzioni dell'equipaggio, e la velocità al suolo più bassa riduce l'energia da dissipare in frenata. Per questo i piloti preferiscono sistematicamente un avvicinamento controvento, anche quando la configurazione di pista consentirebbe un atterraggio con vento in coda.

Il vento trasversale, un caso a parte

Quando il vento non soffia in asse di pista, si parla di vento trasversale (crosswind). Ogni aereo ha un limite di crosswind certificato, tipicamente 25-38 nodi (46-70 km/h) per i velivoli commerciali comuni. Oltre, decollo o atterraggio sono vietati o sconsigliati, perché il rischio di uscita di pista diventa troppo alto. I piloti sono specificamente formati agli avvicinamenti in vento trasversale, che richiedono una correzione di prua (crab) e un abbassamento d'ala all'ultimo momento.

L'orientamento delle piste d'aeroporto

Allineate al vento dominante

Quando si costruisce un aeroporto, le piste sono orientate in base all'analisi dei venti dominanti su più anni. L'obiettivo è che gli aerei possano decollare e atterrare controvento nella grande maggioranza dei casi. Gli studi meteorologici preliminari alla costruzione di un aeroporto durano generalmente diversi anni per determinare l'orientamento ottimale.

A Marsiglia-Provenza, le piste sono orientate nord-sud per affrontare il Mistral, vento dominante da nord-ovest forte ma prevedibile. A Roma-Fiumicino, le piste sono orientate secondo i venti dominanti del Tirreno. Approfondimenti su Aeronautica meteorologia Focus.

Gli aeroporti con piste incrociate

Nelle zone con venti variabili o rotatori, alcuni aeroporti dispongono di più piste orientate diversamente per adattarsi alle condizioni del momento. L'aeroporto di Chicago O'Hare è uno degli esempi più noti con sette piste in più orientamenti. New York JFK dispone di quattro piste in configurazione incrociata per gli stessi motivi.

Vento e prestazioni in crociera

Una volta in quota di crociera, il vento gioca un ruolo importante su durata e consumo del volo, ma in senso opposto al decollo. In crociera, un vento in coda (che spinge nella direzione del volo) aumenta la velocità al suolo e accorcia il volo. Per questo i voli intercontinentali verso est sono spesso più corti di quelli in senso opposto. Per le quote dove l'aereo sfrutta queste correnti : Qual è l'altitudine di un aereo di linea ?.

E per capire perché l'aereo viaggia a una velocità precisa in crociera, ne troppo lenta per risparmiare, ne troppo veloce per andare veloce, il legame tra portanza, resistenza e consumo è spiegato qui : Qual è la velocità di un aereo di linea ?.

Cosa percepiscono i passeggeri

L'atterraggio con vento trasversale moderato produce una sensazione riconoscibile : l'aereo sembra avvicinarsi « di sbieco », leggermente storto rispetto all'asse di pista, poi si raddrizza bruscamente negli ultimi secondi prima del contatto. Questo movimento è intenzionale e perfettamente padroneggiato. È spesso fonte di ansia per chi non lo comprende.

Allo stesso modo, al decollo con forte vento contrario, la rotazione (momento in cui l'aereo solleva il muso) avviene prima del solito, la velocità dell'aria è raggiunta su una distanza al suolo più corta. L'aereo decolla in apparenza « appena lanciato ». È una buona notizia per la sicurezza, non un segno di anomalia.

FAQ, vento e aviazione

Si può decollare con vento in coda ?

Sì, è tecnicamente possibile su una pista sufficientemente lunga. Alcuni aeroporti a pista unica lo consentono quando il vento in coda è basso (sotto i 5 nodi nelle procedure della maggior parte delle compagnie). Oltre, le procedure impongono l'uso della pista in senso inverso. Il vento in coda aumenta la distanza di decollo e riduce i margini di sicurezza.

Cos'è un limite di vento trasversale ?

Ogni aereo ha un limite certificato di vento trasversale massimo, espresso in nodi. Per un A320 è di 29 nodi in demo, ma le compagnie fissano spesso limiti operativi più conservativi (21-25 nodi). Oltre, il volo è ritardato o dirottato verso una pista orientata diversamente, se disponibile.

Come fanno i piloti a conoscere il vento in tempo reale ?

Più fonti forniscono loro l'informazione : gli ATIS (bollettini meteo automatici trasmessi in continuo da ogni aeroporto), le torri di controllo, le maniche a vento visibili dal cockpit, i loro strumenti di bordo. In crociera, modelli meteo in tempo reale sono integrati nel sistema di gestione del volo.

Il vento può ritardare un volo ?

Sì. Un vento trasversale oltre i limiti operativi, o un vento contrario o in coda di intensità eccezionale, può causare un ritardo finché le condizioni non migliorano, o un dirottamento verso un aeroporto alternativo. Sono situazioni rare sui grandi hub, dotati di più piste con orientamenti diversi.

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