Sistema di atterraggio ottico - Optical landing system

Il sistema di atterraggio ottico della lente di Fresnel di Charles de Gaulle

Un sistema di atterraggio ottico ( OLS ) (soprannominato "polpetta" o semplicemente "palla") viene utilizzato per fornire informazioni sul percorso di planata ai piloti nella fase terminale di atterraggio su una portaerei .

Dall'inizio dell'atterraggio degli aerei sulle navi negli anni '20 all'introduzione degli OLS, i piloti si sono affidati esclusivamente alla loro percezione visiva dell'area di atterraggio e all'aiuto del Landing Signal Officer (LSO nella US Navy , o "batsman" nel Commonwealth marine). Le LSO usavano bandiere colorate, pagaie di stoffa e bacchette illuminate. L'OLS è stato sviluppato dopo la seconda guerra mondiale dagli inglesi ed è stato schierato sulle portaerei della Marina degli Stati Uniti dal 1955. Nella sua forma sviluppata, l'OLS è costituito da una fila orizzontale di luci verdi, utilizzate come riferimento, e una colonna di luci verticali. Le luci verticali segnalano se l'aereo è troppo alto, troppo basso o all'altitudine corretta mentre il pilota scende dal sentiero di discesa verso il ponte del vettore. Altre luci danno vari comandi e possono essere usate per richiedere al pilota di interrompere l'atterraggio e "andare in giro". L'OLS rimane sotto il controllo dell'LSO , che può comunicare con il pilota anche via radio.

Componenti

Diagramma che mostra parti di OLS

Un sistema di atterraggio ottico ha diversi componenti correlati: le luci utilizzate per fornire indicazioni visive all'aereo in avvicinamento, il sistema di controllo della luce e il sistema di montaggio.

Luci

Confronto tra polpette e luci di riferimento PAPI, VASI e OLS (non in scala)

Vengono utilizzati almeno tre set di luci, indipendentemente dalla tecnologia effettiva:

  • Luci di riferimento  – una fila orizzontale di luci verdi usate per dare al pilota un riferimento rispetto al quale può giudicare la sua posizione rispetto alla pendenza di planata.
  • Ball (o "polpetta"; detta anche "la sorgente") – indica la posizione relativa dell'aeromobile rispetto al glide slope. Se l'aereo è alto, la palla sarà sopra le luci di riferimento; se l'aereo è basso, la palla sarà allo stesso modo sotto le luci di riferimento. Più l'aereo è lontano dal sentiero di discesa, più la palla sarà al di sopra o al di sotto delle luci di riferimento. Se l'aereo si abbassa pericolosamente, la palla appare rossa. Se l'aereo si alza troppo, la palla sembra uscire dall'alto.
  • Luci Wave-off  – luci rosse lampeggianti che, quando accese, indicano che il pilota deve aggiungere piena potenza e andare in giro – un comando obbligatorio. Quando le luci di spegnimento sono accese, tutte le altre luci si spengono. Le luci di spegnimento sono azionate manualmente dall'LSO.

Alcuni (particolarmente successivi) sistemi di atterraggio ottici includono lampade aggiuntive:

  • Luci di taglio: luci  verdi utilizzate per segnalare cose diverse in base a dove si trova l'aereo in avvicinamento. All'inizio di un approccio senza radio o "zip-lip" (che è di routine nelle moderne operazioni di trasporto), le luci di taglio lampeggiano per circa 2-3 secondi per indicare che l'aereo è autorizzato a continuare l'approccio. I lampeggi successivi vengono utilizzati per richiedere al pilota di aggiungere potenza. Più a lungo le luci vengono lasciate accese, più potenza dovrebbe essere aggiunta. Le luci di taglio sono azionate manualmente dall'LSO.
  • Luci a onda di emergenza  – Lampade rosse che hanno la stessa funzione delle luci a onda spenta, ma utilizzano una fonte di alimentazione alternativa. Non normalmente utilizzato.

Controlli della luce

Gli LSO detengono il "pickle", che controlla le luci sull'OLS. Il controller viene tenuto sopra la testa fino a quando l'area di atterraggio non è libera e il dispositivo di arresto è impostato.

Collettivamente, l'apparato su cui sono montate le luci è chiamato "lente". Viene acceso/spento e la luminosità viene regolata sull'obiettivo stesso per le unità a terra e in remoto per le unità di bordo. In entrambi i casi, l'obiettivo è collegato a un controller manuale (chiamato "pickle") utilizzato dagli LSO. Il sottaceto ha pulsanti che controllano le luci di spegnimento e taglio.

Montaggio della luce

Per i sistemi di atterraggio ottici a terra, le luci sono generalmente montate su un'unità mobile che si collega a una fonte di alimentazione. Una volta impostato e calibrato, non ci sono parti in movimento sull'unità. Le unità di bordo sono molto più complicate in quanto devono essere stabilizzate giroscopicamente per compensare il movimento della nave. Inoltre, le unità di bordo vengono spostate meccanicamente (l'"angolo di rollio") per regolare il punto di atterraggio di ciascun aeromobile. Con questa regolazione, il punto di atterraggio del gancio di coda può essere mirato con precisione in base alla distanza dal gancio di coda all'occhio del pilota per ciascun tipo di aeromobile.

Aiuto all'atterraggio dello specchio

La parte posteriore dello specchio di aiuto all'atterraggio di HMAS  Melbourne . Le lampade di riferimento e le due grandi lampade "wave off" sono ben visibili così come, a sinistra della foto, quattro delle lampade arancioni proiettate nello specchio per dare la "palla".

Il primo OLS è stato l' aiuto all'atterraggio dello specchio , una delle numerose invenzioni britanniche realizzate dopo la seconda guerra mondiale che hanno rivoluzionato il design delle portaerei. Gli altri erano la catapulta a vapore e il ponte di volo angolato . L'aiuto all'atterraggio dello specchio è stato inventato da Nicholas Goodhart . È stato testato sulle portaerei HMS Illustrious e HMS Indomitable prima di essere introdotto sulle portaerei britanniche nel 1954 e sulle portaerei statunitensi nel 1955.

L'ausilio all'atterraggio dello specchio era uno specchio concavo a controllo giroscopico sul lato sinistro della cabina di pilotaggio . Su entrambi i lati dello specchio c'era una linea di "luci di riferimento" di colore verde. Una luce "sorgente" arancione brillante è stata illuminata nello specchio creando la "palla" (o "polpetta" in gergo USN successivo) che potrebbe essere vista dall'aviatore che stava per atterrare. La posizione della sfera rispetto alle luci di riferimento indicava la posizione del velivolo rispetto al glidepath desiderato : se la sfera era al di sopra del datum, l'aereo era alto; al di sotto del dato il piano era basso; tra il dato, l'aereo era in planata. La stabilizzazione del giroscopio ha compensato gran parte del movimento della cabina di pilotaggio dovuto al mare, fornendo una planata costante.

Inizialmente, si pensava che il dispositivo fosse in grado di consentire al pilota di atterrare senza direzione dall'LSO. Tuttavia, i tassi di incidenti sono effettivamente aumentati all'introduzione iniziale del sistema, quindi è stato sviluppato l'attuale sistema di inclusione del LSO. Questo sviluppo, insieme agli altri menzionati, ha contribuito al crollo del tasso di incidenti in atterraggio delle portaerei statunitensi da 35 per 10.000 atterraggi nel 1954 a 7 per 10.000 atterraggi nel 1957.

L'LSO, che è un pilota della Marina particolarmente qualificato ed esperto, fornisce input aggiuntivi al pilota tramite radio, consigliando i requisiti di alimentazione, la posizione rispetto al percorso di planata e la linea centrale. L'LSO può anche utilizzare una combinazione di luci attaccate all'OLS per indicare "vai in giro" usando le luci rosse lampeggianti a onda spenta. Segnali aggiuntivi, come "autorizzazione all'atterraggio", "aggiungi potenza" o "deviazione" possono essere segnalati utilizzando una fila di luci verdi "tagliate" o una combinazione di questi.

Sistema di atterraggio ottico con lente di Fresnel (FLOLS)

I sistemi successivi hanno mantenuto la stessa funzione di base dell'ausilio all'atterraggio dello specchio, ma hanno aggiornato componenti e funzionalità. Lo specchio concavo, combinazione di sorgente luminosa è stato sostituito con una serie di lenti di Fresnel . Il Mk 6 Mod 3 FLOLS è stato testato nel 1970 e non era cambiato molto, tranne quando si è tenuto conto del sollevamento della nave con un sistema di stabilizzazione inerziale. Questi sistemi sono ancora ampiamente utilizzati sulle piste delle stazioni aeree navali statunitensi.

Sistema di atterraggio ottico con lente di Fresnel migliorato (IFLOLS)

IFLOLS al campo

L'IFLOLS, progettato dagli ingegneri della NAEC Lakehurst , mantiene lo stesso design di base ma migliora il FLOLS, fornendo un'indicazione più precisa della posizione dell'aeromobile sul sentiero di discesa. Un prototipo IFLOLS è stato testato a bordo della USS George Washington (CVN-73) nel 1997 e ogni portaerei in servizio dal 2004 ha avuto il sistema. Il sistema di atterraggio ottico della lente di Fresnel migliorato, IFLOLS, utilizza una luce "sorgente" in fibra ottica , proiettata attraverso le lenti per presentare una luce più nitida e nitida. Ciò ha consentito ai piloti di iniziare a far volare "la palla" più lontano dalla nave, rendendo più agevole il passaggio dal volo strumentale al volo visivo. Ulteriori miglioramenti includono una migliore compensazione del movimento del ponte grazie all'internalizzazione dei meccanismi di stabilizzazione, nonché molteplici fonti di stabilizzazione da giroscopi e radar.

IFLOLS a bordo della nave

Sistema di assistenza visiva all'atterraggio ad azionamento manuale (MOVLAS)

Ripetitore MOVLAS su sistema integrato di sorveglianza televisiva di lancio e recupero (ILARTS)

Il MOVLAS è un sistema di supporto visivo all'atterraggio di riserva utilizzato quando il sistema ottico primario (IFLOLS) non è operativo, i limiti di stabilizzazione sono superati o inaffidabili (principalmente a causa di condizioni del mare estreme che causano un ponte di beccheggio) e per l'addestramento del pilota/LSO. Il sistema è progettato per presentare le informazioni sul sentiero di discesa nella stessa forma visiva presentata dal FLOLS.

Ci sono tre modalità di installazione a bordo della nave: la STAZIONE 1 è immediatamente di fronte al FLOLS e utilizza i display FLOLS waveoff, datum e cut light. Le STAZIONI 2 e 3 sono indipendenti dai FLOLS e si trovano rispettivamente a babordo e tribordo della cabina di pilotaggio. MOVLAS non è altro che una serie verticale di lampade arancioni controllate manualmente dall'LSO con un controller manuale per simulare la palla; non compensa automaticamente in alcun modo il movimento della nave. Tutte le apparecchiature MOVLAS sono mantenute e attrezzate da IC ed EM all'interno della Divisione V2 del Dipartimento dell'Aria.

Componenti MOVLAS

Lightbox
MOVLAS non è altro che una serie verticale di lampade arancioni controllate manualmente dall'LSO con un controller manuale per simulare la palla.
Controller manuale
La pulsantiera si trova nella stazione di lavoro LSO. Viene fornita una maniglia in modo che LSO possa selezionare la posizione della polpetta. L'interruttore pickle è fissato all'estremità dell'impugnatura del controller. Quando la maniglia del controller LSO viene spostata verso l'alto o verso il basso, accende tre o quattro lampade consecutive nella scatola luminosa, fornendo così una polpetta.
Ripetitori
I ripetitori MOVLAS mostrano dove l'LSO sta mostrando la polpetta al pilota. Un ripetitore viene visualizzato sul sistema di sorveglianza televisiva integrato di lancio e recupero (ILARTS).

Mazzo di lancio

Stabilizzazione del punto dal manuale LSO NATOPS

L'IFLOLS ha due modalità di stabilizzazione: lineare e inerziale . La più precisa è la stabilizzazione inerziale. Nella stabilizzazione della linea, il percorso di planata è stabilizzato all'infinito. Mentre il ponte beccheggia e rotola, le luci della sorgente vengono ruotate per mantenere una pendenza costante fissa nello spazio. La stabilizzazione inerziale funziona come la linea, ma compensa anche il sollevamento del ponte di volo (la componente verso l'alto e verso il basso del movimento del ponte). Se gli IFLOLS non riescono a tenere il passo con il movimento del mazzo, l'LSO può passare al MOVLAS o semplicemente eseguire "LSO talk down". Solo gli LSO più esperti eseguiranno talk down o controlleranno gli aerei con MOVLAS durante gli stati di mare grosso.

Guarda anche

Riferimenti

  • "Specchio di atterraggio del ponte" . Sea Power Center Australia . Marina Reale Australiana. Archiviato dall'originale il 29 marzo 2012 . Estratto il 22 gennaio 2014 .

link esterno