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Idrovolanti, come sono fatti, come si pilotano

 

In questa pagina del sito presentiamo il volo idro senza scendere in dettagli tecnici, ma offrendo qualche informazione che potrebbe far venire voglia di conoscere queste affascinanti macchine e di incominciare a praticare le interessanti attività che esse consentono.

 

Leggi anche l'articolo “Sicurezza del volo idro”.

 

Tipi di idrovolanti

 

Idrovolanti con galleggianti e a scafo si sono sviluppati parallelamente fin dai primordi dell'aviazione.
Qui due concorrenti al “Gran Circuito dei Laghi”, a Como, nel 1913.

 
Gli idrovolanti si presentano in due due forme fondamentali: con galleggianti e a scafo. I due tipi esistono fin dai primordi dell’aviazione. Ciascuno ha vantaggi e svantaggi. Ci sono piloti che preferiscono un tipo e altri piloti che amano l’altro. Clicca sull'immagine qui sotto per una panoramica sui diversi tipi di idrovolanti.

Clicca
per ingrandire.
 
 

L’idrovolante con galleggianti è quasi sempre un adattamento di un tipo di aereo

 terrestre, originalmente dotato di ruote, in idrovolante. L’idrovolante a scafo è invece progettato espressamente come tale. Ciascuno dei due tipi può essere anfibio. In genere gli idrovolanti di grandi dimensioni sono a scafo. Tra essi il più grande aereo mai costruito, lo “Spruce Goose” di Howard Hughes, la cui apertura alare rasenta i 100 metri. L’idrovolante a scafo brilla per prestazioni e capacità di carico, ma è più difficile da pilotare e può presentare problemi nelle operazioni sulle onde. All’Aero Club Como è viva la tradizione di impiego di entrambi i tipi di idrovolante, ciascuno dei quali è stato presente fin dalle primissime operazioni del 1913. I dirigenti del Club sono orgogliosi del fatto che la scuola di Como è l’unica al mondo che addestra su entrambi i tipi.

Dall'alto, idrovolante, anfibio a scafo,
anfibio con galleggianti.

Nella storia del volo idro sono state tentate parecchie altre soluzioni. La più riuscita è l’idrovolante a un solo galleggiante, con due galleggiantini sotto le ali che assicurano la stabilità quando l’aereo si trova a bassa velocità o fermo sulla superficie.
Un’altra soluzione è quella del doppio scafo, adottata per gli S-55 usati da Italo Balbo.
Una soluzione fantasiosa, che si è fermata alla fase del prototipo, è quella adottata nel Piaggio-Pegna PC-7, dotato di alette idrodinamiche, inventate dal Forlanini, e di due eliche, una marina e una aerea. Quando il mezzo procedeva sulle alette l’elica marina si disinseriva, mentre quella aerea, che era

 

uscita dall’acqua, si innescava. Altra soluzione tentata, ma senza seguito, è il cuscino d’aria.

 

Da un punto di vista costruttivo l'idrovolante pone problemi notevolissimi, dovendo rispondere a requisiti di una macchina volante e di una macchina che naviga in aqua e dovendo di conseguenza poter resistere a tutte le sollecitazioni e affrontare i rischi correlati ai due diversi mezzi in cui si muove.

Qui sotto alcune immagini che illustrano la complessità costruttiva dei galleggianti.

 

 



Il pilotaggio degli idrovolanti
Quando un idrovolante è in volo non vi sono apprezzabili differenze rispetto alla conduzione di qualsiasi altro tipo di aereo, se non per il fatto che l’idrovolante è in genere più lento, ha un carico utile ridotto ed è lievemente meno stabile e quindi più manovrabile.

Idrovolanti di diverso tipo in flottaggio sul redan.

Le grandi differenze si hanno nel governare l’idrovolante quando è in flottaggio sulla superficie, nel decollo e nell’ammaraggio. A riprova di questo, si può notare che il libro Il pilotaggio degli idrovolanti, di 352 pagine, ne dedica solo 12 all’idrovolante in volo, mentre quasi tutte le altre pagine descrivono le tecniche di pilotaggio sulla o presso la superficie.
La particolarità dell’idrovolante è che opera su una superficie di caratteristiche variabilissime da luogo a luogo e nel tempo, cosa che giustifica l’affermazione dei piloti idro che «ogni ammaraggio è diverso dall’altro».
Il più serio fattore limitante delle operazioni con idrovolanti è rappresentato dalle onde. Un forte vento, per esempio, non penalizza come la presenza di onde.
L’onda si caratterizza per la lunghezza, per l’altezza e per la forma. Un idrovolante può operare per esempio senza difficoltà su onde alte, ma molto corte, mentre può avere problemi con onde più lunghe, anche se più basse. Un’onda dolcemente ondulata è meno problematica di un’onda con creste che si frangono e tipicamente generano schiuma.
Le onde devono inoltre essere considerate in relazione al vento presente al momento. L’onda peggiore è quella non generata dal vento, ma quella “morta”, che viene da lontano, sovente di lunghezza critica.
Dunque il pilota idro, nel scegliere una traiettoria di decollo o di ammaraggio, deve valutare le onde, con la loro lunghezza, altezza e forma, e il vento, con la sua direzione e velocità.
Tale decisione, inoltre, deve tenere conto di altri fattori quali la corrente, la profondità del fondale, la presenza di ostacoli fissi o mobili, quali sono i natanti. Ciò per spiegare quanti fattori influenzano operazioni che, su una pista, si riducono alla sola direzione e velocità del vento.
Sulla superficie l’idrovolante flotta in due modi diversi: in dislocamento o a bassa velocità e in planata o ad alta velocità.
Nel primo modo l’aereo galleggia sostenuto dalle forze idrostatiche generate dai galleggianti o dallo scafo.
Nel secondo l’aereo è sostenuto dalle forze idrodinamiche che si producono grazie alla velocità nella piccola area che si trova a contatto con l’acqua.

Il gradino di Redan o semplicemen-
te “redan”.

Per favorire la transizione dal flottaggio in dislocamento a quello in planata gli scafi sono dotati di un gradino o “redan”, che facilita molto l’uscita dall’acqua di tutta la parte posteriore dello scafo man mano che aumenta la velocità.
Il decollo si fa dando tutta la potenza. L’idrovolante accelera, incomincia a planare e in seguito accelera ulteriormente fino alla velocità di decollo. A questa velocità le forze aerodinamiche generate dalle ali – la portanza – sostiengono l’intero peso dell’aereo e si verifica il distacco dall’acqua, ovvero il decollo.

 

A sinistra, idrovolante nella fase di salita sul redan, ovvero di passaggio tra il flottaggio in dislocamento
e il flottaggio e in planata. A destra, L-19 prossimo al contatto, in ammaraggio.

Salito alla quota desiderata, l’idrovolante entra nella fase del volo di crociera.

L'ammaraggio richiede una particolare attenzione da parte del pilota, che deve valutare in un sorvolo una serie di elementi di potenziale rischio, tra cui la forza e direzione del vento, la presenza di onde, la presenza di ostacoli sulla superficie, l'area di approdo alla riva e quindi la strategia per raggiungerla.

 

Avvicinamento a un bacino molto corto, nello
specifico il Lago di di Mercatale, una situazione
che richiede una perizia particolare.

Molti possono essere i fattori che rendono critico un avvicinamento, come un vento eccessivo, onde alte, scarsa visibilità, un bacino particolarmente corto.
Definito il punto ottimale di contatto, l’aereo viene fatto scendere fino alla superficie, presso la quale si effettua una richiamata, cosa che determina un arrotondamento della traiettoria, seguita dalla retta, che è una traiettoria leggermente convergente con la superficie, nel corso della quale l’idrovolante rallenta fino alla velocità ideale per il contatto, perdendo lentamente la poca quota che ha.

Dopo il contatto la resistenza idrodinamica rallenta la corsa dell’idrovolante, che passa dalla planata al dislocamento.

L'aereo è quindi sulla superficie e si trova a dover compere le operazioni di flottaggio e approdo valutate nel precedente sorvolo. Dalla superficie, infatti, la visuale è enormemente più penalizzata che dall'alto e molti elementi di rischio possono non essere apprezzabili.

Idrovolanti alla boa, al pontile e su una riva non preparata.

Per governare l’idrovolante sulla superficie si usano i timoncini, che si trovano in fondo ai galleggianti o allo scafo e si manovrano con la pedaliera. I timoncini si trovano in posizione abbassata esclusivamente nella fase del flottaggio a bassa velocità. Quando l’idrovolante flotta ad alta velocità il timone di direzione, azionato dalla stessa pedaliera, ha l’efficacia necessaria per governare senza necessità di mettere i timoncini in acqua, che anzi a quelle velocità si danneggerebbero.
Una volta sull’acqua l’idrovolante deve raggiungere o una boa o terra, che può essere una riva, un pontile, una banchina o uno scivolo. L’avvicinamento a una boa è un’operazione semplice, anche se può capitare che il pilota non riesca ad afferrarla. L’avvicinamento a una riva o a una struttura a terra è delicato e presenta sempre qualche rischio, in quanto se qualcosa va storto si rischia di finire contro un ostacolo. Ciò vale in particolare se c’è vento e ancora di più se il vento non è frontale rispetto al punto che si deve raggiungere, ma viene da un lato o da dietro.
L’idrovolante può poi essere lasciato in acqua, ben ormeggiato alla boa, a un pontile o a una banchina, o con lo scafo o i galleggianti appoggiati a uno scivolo o alla riva. Se lasciato per un certo tempo, lo si deve controventare opportunamente.

 

Estrazione dell'idrovolante dall'acqua con trattore munito di carrello, con una gru e con un elevatore.

In alternativa l’idrovolante può essere estratto dall’acqua. Se è anfibio può uscire su uno scivolo, se idro deve essere estratto grazie a un carrello. Oppure lo si può sollevare con una gru.

 

Anfibio che sale sullo scivolo, a Como. A destra, gommone traina l'idrovolante nel porto di Antibes,
manovra seguita dal pilota, con la pagaia, e dal copilota, all'interno, che manovra i timoncini.

 

Un idrovolante è un natante di pessima qualità. Poco manovrabile in acqua, presenta una grande velatura che è soggetta alla forza del vento. Certi flottaggi o approdi, con determinate combinazioni di vento e onde, sono difficili o anche impossibili, Evidenti i rischi se alle condizioni critiche di vento e onde si somma la presenza di corrente e di ostacoli. Per questo talvolta si ricorre al traino dell’idrovolante da parte di una barca. Se l'assistenza è disponibile è molto preferibile lasciare l'aereo con il muso al vento dopo l'ammaraggio, spegnere il motore, attendere la barca e poi farsi trainare di coda alla riva. In questo modo l'aereo rimane sempre nella condizione di massima sicurezza, ovvero con il muso al vento.
Nelle manovre sull’acqua ad alta velocità il controllo dell’assetto deve essere molto preciso. Infatti l’idrovolante è stabile nella planata solo se si mantiene un preciso assetto. Assetti troppo piatti possono portare al cappottamento, mentre assetti troppo cabrati possono non far giungere mai alla velocità di distacco, per eccesso di resistenza idrodinamica. 

Assetto nel momento del contatto.

Il contatto, nell’ammaraggio, deve avvenire sempre in un assetto di sicurezza, generalmente ben cabrato negli idrovolanti con galleggianti, un po’ più piatto negli idrovolanti a scafo.
Un gravissimo errore che si può compiere nel compiere un ammaraggio con un anfibio è avere erroneamente il carrello estratto. In questo caso l’idrovolante si cappotta al contatto con l’acqua. Per questo il pilota idro controlla sempre accuratamente lo stato del carrello.
L’atterraggio su pista con il carrello erroneamente retratto non ha conseguenze, se non lievi abrasioni sul fondo dei galleggianti.

Atterraggi su erba di routine o di emergenza. Se il terreno non ha
asperità non ci sono danni. A destra, decollo da pista con correllino.

Anche l’atterraggio di idrovolanti su un prato (con carrello retratto se anfibi) non comporta danni particolari. Tale manovra è anzi compiuta intenzionalmente su aeroporti con pista in erba, per spostare un idrovolante (non anfibio) tra uno specchio d’acqua e un aeroporto, generalmente per manutenzione. L’idrovolante in seguito viene fatto decollare con un carrellino o, talvolta, grazie a un apposito veicolo su cui è appoggiato, che lo conduce fino alla velocità di decollo.
Una condizione di volo molto particolare in cui si trovano gli idrovolanti è quella dello “specchio”, che si ha quando la superficie su cui si opera è perfettamente piatta. In quella condizione è impossibile determinare la propria quota dalla superficie e l’avvicinamento a essa viene condotto con una tecnica strumentale.
In pratica si conduce l’avvicinamento con gli esatti parametri che si devono avere nel momento del contatto. Il pilota, che non sa quando il contatto avverrà, deve mantenere accuratamente i parametri di volo prefissati finché l’idrovolante tocca la superficie.

 

Una condizione di alto rischio nel volo idro, se non è riconosciuta, è quella dello “specchio”,
nella quale è impossibile percepire a vista la quota di volo sopra la superficie dell'acqua immobile.
A sinistra, le nubi si pecchiano perfettamente sulla superficie impedendone la vista.
A destra, operazione su un lago di alta montagna a specchio.
 



 

     
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