“A differenza dei motori e delle ali, il carrello di atterraggio non è essenziale per il volo, solo per atterraggi senza problemi!” Così dice Chris Brady, da tempo pilota di Boeing 737 e Airbus A320 in Europa. I carrelli di atterraggio sono delle meraviglie meccaniche e, secondo le stime di Airbus, rappresentano il 20% dei costi totali di manutenzione degli aerei e circa il 7% del peso dell’aereo. Per saperne di più, ho chiesto a Brady (che gestisce anche il sito tecnico del Boeing 737) e al Dr. Snorri Gudmundsson, professore associato di ingegneria aeronautica alla Embry Riddle Aeronautical University, ed esperto di progettazione di aerei.
I carrelli di atterraggio sono realizzati da fornitori specializzati nell’industria aeronautica, non da produttori come Boeing e Airbus. Il più grande è Safran Landing Systems, con operazioni di produzione in tutto il mondo. La fabbricazione dei componenti è una storia di ingegneria precisa; il montante principale (discusso sotto) è lavorato da una colonna solida di acciaio ad alta resistenza – letteralmente un foro praticato attraverso un tubo di acciaio solido. Questo montante è il cuore del carrello di atterraggio; il meccanismo può sostenere circa 500 tonnellate metriche (circa 1 milione di libbre) più le forze di un atterraggio dell’aereo.
“Gli scopi principali del carrello di atterraggio oltre a salvare la fusoliera dal trascinamento a terra durante l’atterraggio, è come un ammortizzatore, e le ruote permettono all’aereo di avere i freni per rallentare dopo l’atterraggio”, ha detto Brady. Ha notato che l’aereo sperimentale X-15 aveva pattini perché la velocità di atterraggio era così alta che avrebbe bruciato le gomme molto rapidamente.
“Il carrello di atterraggio e l’assorbimento degli urti è un campo della scienza a sé stante”, ha detto Gudmundsson, spiegando che il carrello di atterraggio sugli aerei commerciali usa universalmente ammortizzatori oleopneumatici sotto forma di montanti. Si tratta di un tubo telescopico dentro un tubo.
Gudmundsson ha spiegato che l’energia d’urto viene assorbita nell’atterraggio forzando l’olio in una camera (nel montante) attraverso piccoli orifizi, contro una camera di aria secca o azoto. L’olio e il gas sono mantenuti sotto una pressione molto alta. “I progettisti del puntone stanno sfruttando le proprietà dei gas e dei liquidi nella progettazione di questi dispositivi”, ha detto, notando che i liquidi sono incomprimibili – non riducono molto il loro volume sotto pressione.
“I montanti devono essere capaci di due funzioni”, ha detto. “Assorbire il carico dell’impatto dell’atterraggio e permettere il rimbalzo. Il rimbalzo è necessario per assicurarsi che una volta che l’impatto dell’aereo all’atterraggio è stato assorbito, esso rimbalzerà ad una certa altezza dal suolo, piuttosto che ‘sedersi’ su ammortizzatori sgonfi, che finirebbero per danneggiarli o distruggerli mentre l’aereo si muove su superfici irregolari.”
“Questo carico, che dipende dal peso dell’aereo e dalla velocità di atterraggio, tiene conto dei carichi verticali, orizzontali e laterali. È possibile rompere tutto; il carrello di atterraggio non fa certo eccezione. Tuttavia, è altamente improbabile che il carrello di atterraggio ceda strutturalmente durante il normale funzionamento. È molto più probabile che il suo meccanismo di retrazione non riesca a ritrarsi o a dispiegarsi”, ha detto Gudmundsson.
“Se l’ammortizzatore teoricamente migliore è efficiente al 100%, un oleo-pneumatico arriva a circa l’85-90% di efficienza. Un carrello di atterraggio a balestra, che si trova su molti piccoli aerei, è solo circa il 50% di efficienza.”
Positive Rate, Gear Up
Se avete mai guardato un video su YouTube di un decollo, noterete che il pilota in volo chiamerà “positive rate, gear up”, a quel punto la maniglia del carrello verrà tirata su.
“Questa è una procedura operativa standard universalmente adottata (SOP), che come la maggior parte delle SOP è stata derivata da lezioni duramente imparate, per lo più acquisite da indagini sugli incidenti”, ha detto Brady.
“Il carrello è una fonte enorme di resistenza, che è indesiderabile quando si sta cercando di guadagnare velocità di volo. Così i primi aviatori su aerei poco potenti cercavano di alzare il carrello non appena l’aereo aveva lasciato la pista. Purtroppo perché l’aria è un mezzo in movimento, come l’oceano lo è per le navi, il vento può diminuire o cambiare direzione molto improvvisamente a causa di edifici vicini o altre caratteristiche orografiche. Questo calo della velocità del vento sulle ali è la stessa cosa di un calo della velocità dell’aereo; se si perde la velocità dell’aria si perde la portanza e l’aereo affonderà, se il carrello è già alzato allora non ci sarà nulla per impedire alla fusoliera di colpire la pista.”
“I saggi nell’aviazione hanno introdotto un requisito per il pilota di controllo di guardare l’altimetro o l’indicatore di velocità verticale dopo il decollo, e quando un tasso costante di salita è stato stabilito chiamare ‘salita positiva’ (o qualcosa di simile). Questo per informare il pilota che vola che ora è sicuro chiedere il sollevamento del carrello”.”
Gear Down: Three Green
Quanto tempo prima di toccare terra si abbassa il carrello? Brady ha spiegato che dipende dal giudizio del pilota. “Nella maggior parte delle situazioni noi ‘abbassiamo il carrello’ a circa quattro miglia di distanza. In questo modo possiamo avere l’aereo completamente configurato e ben stabile a 1.000 piedi sopra la pista. In alcuni approcci può essere necessario o più prudente abbassare la marcia prima per utilizzare la resistenza per aiutare a rallentare, per esempio se ci si avvicina con vento di coda”, ha spiegato Brady.
Forse sorprendentemente, in tutti i modelli di Boeing 737 costruiti prima del 1997 c’è un periscopio in cabina, di solito sotto il sedile D appena dietro la fila di uscita sopra l’ala. L’immagine qui sotto è un po ‘sgranata, ma si ottiene l’idea.
“Se si guarda da vicino si vedrà un taglio circolare nel tappeto del pavimento di circa cinque pollici di diametro. (Questo è) nel caso improbabile che il primo ufficiale sarà inviato indietro nella cabina per sollevare questo e guardare giù il periscopio, per vedere se il carrello di atterraggio è giù e bloccato o se c’è qualche danno là sotto.”
I periscopi sono stati abbandonati dal Boeing 737NG in poi, in quanto la Boeing ha installato una seconda serie di indicatori luminosi del carrello nella cabina di pilotaggio, indipendenti dagli altri indicatori luminosi, che indicano se il carrello è abbassato e bloccato.
Touchdown!
Guardando la gif sopra, si noterà che la serie posteriore di ruote del carrello tocca per prima. Su alcuni aerei, come l’Airbus A350, il carrello è inclinato in avanti e il treno di ruote anteriore tocca il suolo per primo. Inoltre, al decollo su aerei più lunghi come il 777-300, la serie posteriore di ruote si solleva per ultima, fornendo un piccolo “calcio” che aiuta a evitare un colpo di coda – la coda che raschia la pista.
“I piloti sono generalmente d’accordo che il carrello ‘trailing link’ dà gli atterraggi più lusinghieri,” ha detto Brady. Tuttavia, come si scopre l’orientamento delle ruote non è tanto per aiutare l’atterraggio. Quali pneumatici toccano la pista per primi, però, è per lo più una caratteristica di progettazione salva-spazio per ottenere attrezzature da inserire all’interno del pozzo della ruota.
Con 35 anni di esperienza, Brady ha probabilmente avuto la sua giusta quota di atterraggi fermi. In questi giorni, tuttavia, ha detto che i suoi atterraggi sono abbastanza buoni. “Ancora più importante, sono tutti sicuri”, ha detto. “Il problema è che se ti compiaci, puoi facilmente fare un atterraggio terribile che ti riporta letteralmente sulla terra.”
“Di solito puoi dire quando hai fatto un atterraggio senza problemi, perché puoi sentire l’increspatura degli applausi dei passeggeri attraverso la porta del ponte di volo, specialmente dopo un approccio irregolare; ma credo che molto di questo sia sollievo piuttosto che apprezzamento da parte loro.”
Mike Arnot è il fondatore di Boarding Pass NYC, un marchio di viaggi con sede a New York, e pilota privato che vola con carrello di atterraggio fisso.
Foto di un carrello di atterraggio dell’Airbus A350 di Adrien Daste / Safran
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