Strumenti di Volo — Cessna 172

Il C172 monta il classico "Six Pack": tre strumenti a pressione (sistema pitot-statico) e tre giroscopici. La bussola magnetica è un settimo strumento indipendente. Ogni strumento usa un principio fisico diverso — capire quello evita di fidarsi dello strumento sbagliato in caso di guasto.

Sistema Pitot-Statico

Il tubo di Pitot (rivolto in avanti) cattura la pressione totale (statica + dinamica). La presa statica (foro laterale della fusoliera) misura solo la pressione atmosferica locale. La differenza tra le due è la pressione dinamica q = ½ρv², proporzionale al quadrato della velocità rispetto all'aria.

ASI: pitot − statica = q ALT: solo statica → p(h) VSI: Δstatica/Δt
ASI

Anemometro

Pitot + Static · Pressione Dinamica

Principio: una capsula aneroidale deformabile è collegata al pitot; la cassa strumento ha pressione statica. La differenza gonfia/sgonfia la capsula muovendo l'ago. Misura IAS, non TAS: non corregge per la densità.

Bande operative: bianca (VS0–VFE 40–85 kt flap), verde (VS1–VNO 48–122 kt normale), gialla (VNO–VNE 122–163 kt aria calma), linea rossa VNE 163 kt. Tutti i limiti nel POH sono in IAS.

Guasto tipico: pitot ghiacciato → ago scende a 0 oppure sale in quota (se drenaggio bloccato). Presa statica ghiacciata → ASI, altimetro e VSI si bloccano tutti.

095 kt180
Arco bianco: VS0–VFE 40–85 kt
Arco verde: VS1–VNO 48–122 kt
Arco giallo: VNO–VNE 122–163 kt
Linea rossa: VNE 163 kt
ALT

Altimetro

Static only · Pressione Statica

Principio: una pila di capsule aneroidali vuote (aneroid wafers) si espandono/contraggono al variare della pressione statica. Il meccanismo muove tre lancette: lancetta lunga sottile (centinaia di ft), lancetta media (migliaia) e corta (decine di migliaia).

Finestra di Kollsman (QNH): il pilota imposta la pressione locale (QNH) con la manopola. L'altimetro legge la quota MSL quando QNH è impostato correttamente. Regola: −1 hPa ≈ +30 ft di quota indicata.

Guasto tipico: statica bloccata (ghiaccio, ostruzione) → altimetro si blocca alla quota del guasto. Errore di temperatura: in aria fredda l'altimetro sopravvaluta la quota reale ("high to cold, low to go").

02500 ft15000
9501013 hPa1050
Lunga
500 ft
Media
2000 ft
Corta
0 ft
VSI

Variometro (VSI)

Static only · Rateo Variazione Pressione

Principio: una capsula è collegata direttamente alla presa statica; la cassa strumento è collegata alla stessa presa tramite un orifizio calibrato (capillare). In salita/discesa, la pressione nella capsula cambia subito, quella nella cassa insegue lentamente → differenza proporzionale al rateo.

Ritardo (lag): il VSI ha un ritardo iniziale di circa 6–9 secondi all'inizio di ogni manovra. Non usarlo per correzioni rapide — usa l'orizzonte artificiale.

Guasto: statica bloccata → VSI indica sempre 0, anche in salita o discesa.

−2000+500 ft/min+2000
Salita moderata — normale in circuito.

Valori di riferimento C172: salita ~700 ft/min a Vy, discesa in avvicinamento ~500 ft/min.

Strumenti Giroscopici

Un giroscopio in rapida rotazione sfrutta due proprietà: rigidità nello spazio (tende a mantenere il suo asse fisso) e precessione (una forza applicata sull'asse di rotazione produce un effetto a 90°). AI e DI usano una pompa del vuoto (vacuum pump, motore) come alimentazione. Il TC usa un motorino elettrico — alimentato dalla batteria, quindi sopravvive al cedimento del vacuum.

AI: giroscopio verticale (asse verticale) DI: giroscopio orizzontale (asse orizzontale) TC: giroscopio inclinato 35° (elettrico)
AI

Orizzonte Artificiale

Gyro (Vacuum) · Assetto Rollio + Beccheggio

Principio: un giroscopio ad asse verticale rimane allineato con la gravità (terra). La sfera con l'orizzonte ruota attorno all'asse giroscopico fisso: l'aereo si muove, lo strumento mostra quanto si è discostato. La metà blu è il cielo, la marrone la terra.

Scala di bank: tacche sulla ghiera a 10°, 20°, 30°, 45°, 60°. Il triangolo a 12 ore ruota con l'aereo e indica il rollio. Le linee orizzontali ("pitch ladder") indicano il beccheggio ogni 5°.

Guasto vacuum: lo strumento continua a girare ma perde rigidità → deriva progressiva. La bandierina "GYRO" si abbassa. Non fidarsi dell'AI in assenza di vacuum: usare TC + bussola + VSI + ALT.

−20° (picchiata) +5° +20° (cabrata)
−60° sinistra +60° destra

Virata standard (3°/sec) sul C172: bank ≈ 18°. Virata coordinata: mantenere il ball centrato.

DI

Direttore di Rotta (DI)

Gyro (Vacuum) · Rotta Magnetica

Principio: giroscopio ad asse orizzontale che mantiene fisso il suo orientamento nello spazio. La rosa dei venti ruota attorno all'asse del giroscopio: la linea di fede (lubber line) fissa a 12 ore indica la rotta. Nessun magnete → nessun errore magnetico.

Sincronizzazione: il DI non è magnetico. Deve essere allineato con la bussola ogni 10–15 minuti (precessione da attrito + rotazione terrestre). Procedura: volo livello, costante, allineare il DI alla lettura della bussola con la manopola.

Vantaggio vs bussola: nessun errore di accelerazione, nessun errore di virata, nessuna deviazione del magnete. Usare DI per le virate e la bussola per sincronizzare.

000°090°359°

La linea gialla a 12 ore è la "lubber line" (linea di fede) — indica la rotta corrente. La rosa ruota sotto di essa.

TC

Coordinatore di Virata

Gyro (Electric) · Rateo Virata + Coordinazione

Principio: giroscopio con asse inclinato di 35° rispetto all'orizzontale → risponde sia al rollio che alla imbardata. L'aeroplano in miniatura si inclina mostrando il rateo di virata. La tacca L/R indica la virata standard (Rate 1) = 3°/s = 360° in 2 minuti.

Ball (inclinometro): un pallino in un tubo curvo pieno di liquido. Ball centrato = virata coordinata. Ball a sinistra = slittamento (slip) → applicare pedale sinistro. Ball a destra = scivolamento (skid) → applicare pedale destro. Regola: "step on the ball".

Alimentazione elettrica: il TC è l'unico strumento giroscopico elettrico del Six Pack → sopravvive al cedimento della vacuum pump. È lo strumento chiave per il volo strumentale di emergenza in caso di guasto vacuum.

−5 sinistra 0°/s +5 destra
← Slip Centrato Skid →

Bussola Magnetica — Strumento Indipendente

La bussola è sempre disponibile (nessuna alimentazione richiesta) ma soggetta a errori propri: deviazione (perturbazioni magnetiche del velivolo), declinazione (differenza Nord magnetico/geografico), errori di accelerazione e errori di virata.

MAG

Bussola Magnetica

Magnete libero · Nessuna alimentazione

Principio: una rosa con magneti permanenti è sospesa in un liquido (white spirit) su un perno. Il polo Nord della bussola è attratto dal polo magnetico terrestre. La rosa ruota liberamente mostrando la rotta magnetica.

Errore di virata (emisfero nord): UNOS — Undershoot North, Overshoot South. Virando verso Nord la bussola sottostima la rotta (bisogna anticipare l'uscita). Virando verso Sud sovrastima (bisogna ritardare l'uscita). Massimo dell'errore alle rotte E/W.

Errore di accelerazione: ANDS — Accelerate North, Decelerate South. Si manifesta solo su rotte E/W. Accelerando, la bussola sbanda temporaneamente verso Nord; decelerando verso Sud.

000°045°359°

UNOS / ANDS

UNOS: Undershoot North — Overshoot South (errori di virata)

ANDS: Accelerate North — Decelerate South (solo rotte E/W)

Guasti — Cosa indicano gli strumenti

Strumento Alimentazione Guasto tipico Indicazione errata
ASIPitot + StaticPitot ghiacciato0 kt o sale con la quota
ALTStatic onlyStatica bloccataSi blocca alla quota del guasto
VSIStatic onlyStatica bloccataIndica sempre 0
AIVacuumVacuum pumpDeriva progressiva, topple
DIVacuumVacuum pumpPrecede rapidamente
TCElectricInterruttore/fusibileAgo al centro — nessuna indicazione
BussolaNessunaBolla d'aria nel liquidoLettura erratica

Quiz

5 domande casuali sugli strumenti di volo del C172.

Velocità Aeronautiche (IAS/TAS) → Stallo IAS e Quota →