Funzionamento tecnico IVSI

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Luke3
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Funzionamento tecnico IVSI

Messaggio da Luke3 » 20 agosto 2008, 17:35

Ciao a tutti!

Ripassando la sezione sugli strumenti, mi è sorto un dubbio sul funzionamento dell'IVSI. Come sappiamo,i normali variometri hanno un ritardo di qualche secondo per segnare zero dopo che si livella o se si passa da una salita ad una discesa (e viceversa) a causa del tempo che ci vuole per equalizzare la pressione fra la capsula e la cassa dello strumento

Sugli aerei di linea o comunque più complessi invece è montato un variometro istantaneo che non subisce questo errore di tempo e segna la velocità verticale dell'aereoplano immediatamente. Come fanno in questi casi ad annullare l'errore? Sul Trebbi c'è scritto solo che sono montati due accellerometri, ma mi piacerebbe saperne di più :wink:
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Zapotec
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Re: Funzionamento tecnico IVSI

Messaggio da Zapotec » 20 agosto 2008, 19:26

Non vorrei dire baggianate visto che siamo in area tecnica ;) ma penso che nel variometro "classico" barometrico sia proprio il ritardo che ci mette a compensare la variazione di pressione tra cassa e capsula ad indicare la variazione di quota.

Per l'uso degli accelerometri io credo che, visto che appunto forniscono una informazione di "accelerazione" lungo l'asse interessato, il calcolo della velocità sia molto semplice. E poichè questo tipo di dispositivi può essere particolarmente preciso e sensibile, la velocità può essere calcolata molto frequentemente (cioè "osservando" velocemente le variazioni di accelerazione)

N757GF

Re: Funzionamento tecnico IVSI

Messaggio da N757GF » 21 agosto 2008, 16:50

Luke3 ha scritto: Ripassando la sezione sugli strumenti, mi è sorto un dubbio sul funzionamento dell'IVSI. Come sappiamo,i normali variometri hanno un ritardo di qualche secondo per segnare zero dopo che si livella o se si passa da una salita ad una discesa (e viceversa) a causa del tempo che ci vuole per equalizzare la pressione fra la capsula e la cassa dello strumento

Sugli aerei di linea o comunque più complessi invece è montato un variometro istantaneo che non subisce questo errore di tempo e segna la velocità verticale dell'aereoplano immediatamente. Come fanno in questi casi ad annullare l'errore? Sul Trebbi c'è scritto solo che sono montati due accellerometri, ma mi piacerebbe saperne di più :wink:
Ci sono due o tre modi per avere un variometro senza troppo ritardo. Guarda anche la risposta di zapotec sulle ragioni del ritardo.

Il piu` comune consiste in questo. Nel variometro c'e` un pistoncino sorretto da una molla che puo` scorrere in un cilindro. Il cilindro e` in posizione verticale e si sfrutta la parte superiore del cilindro che e` collegata alla linea che porta la pressione statica.

Quando il pilota "tira" la barra, l'aereo accelera verso l'alto, il pistoncino (visto nel sistema di riferimento accelerato dell'aereo) si abbassa comprimendo la molla (*), e aspira aria nella parte superiore. Come detto prima la parte superiore del cilindro e` collegata alla statica, e quindi appena si tira viene creata una riduzione di pressione nella statica e il variometro segna subito a salire.

Quando l'aereo si stabilizza in salita, il pistone torna in posizione centrale, ma a questo punto ci pensa la variazione di pressione a tenere la corretta indicazione.

Quando l'aereo livella, il pistoncino sale, aumenta temporaneamente la pressione nella statica e il variometro segna immediatamente di meno.

Ovviamente se fai una virata un pochino stretta, il pistoncino si muove come se stessi salendo (quando entri in virata) o scendendo (quando esci dalla virata).

Ci sono due pistoncini perche' anche quelli sono dei sistemi dinamici, con loro ritardi, frequenze proprie di risonanza... Si fa in modo che sommando due risposte scalate nel tempo (un pistoncino e` piu` pronto dell'altro) si abbia una correzione ragionevole per il tempo necessario ad avere la corretta indicazione dovuta alla variazione di pressione.

Ci sono un paio di altri modi, ad esempio prendere i dati dagli accelerometri di bordo e sommarli elettronicamente alla misura della variazione di quota (evviva i sistemi integrati :)). Oppure nei variometri elettronici senza piattaforma inerziale, il segnale che da` la pressione dell'aria viene derivato per avere la variazione di quota, e derivato una seconda volta per trovare l'accelerazione verticale e correggere l'indicazione di velocita` (per i sistemisti si introduce uno zero di trasmissione nella funzione di trasferimento).

(*) quando il pilota "tira", oltre al pistoncino che scende anche il pilota si sente piu` schiacciato sul sedile.

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Luke3
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Re: Funzionamento tecnico IVSI

Messaggio da Luke3 » 21 agosto 2008, 20:14

Grazie a tutti per le risposte!
Si conoscevo il principio del variometro e come il contrarsi o espandersi della capsula per la variazione di pressione creasse l'indicazione, ma con questo sistema si introduceva l'inevitabile ritardo nell'indicazione quando si livella o si cambia da salita a discesa e viceversa e non capivo come l'avevano risolto.
E' stato interessantissimo leggere la risposta, l'idea del pistoncino è geniale! :D

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Re: Funzionamento tecnico IVSI

Messaggio da davierosoft » 21 novembre 2008, 21:08

Il VSI del 737 (ad esempio), ma credo anche su altre macchine, è collegato sia alle IRU, (e quindi usa i segnali degli accelerometri per calcolarsi la VS) e sia agli air data computer grazie ai quali si stabilizza l'indicatore che altrimenti sobbalzerebbe di continuo. Caso curioso, se le piattaforme vengono allineate a terra (VSI operativo) e viene simulata una variazione di pressione sulle statiche tale da generare una vertical speed, gli indicatori del VSI si muoveranno anche se in modo non molto preciso specie nei transienti di rateo. Se non sbaglio, in caso di perdita degli accelerometri (switching da NAV a ATT) il IVSI torna a funzionare come VSI classico con i soli dati dell'air data...
Su altre macchine questo potrebbe non essere così, sul 737 funziona "a memoria" così.

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Re: Funzionamento tecnico IVSI

Messaggio da N757GF » 22 novembre 2008, 6:27

davierosoft ha scritto:Il VSI del 737 (ad esempio), ma credo anche su altre macchine, è collegato sia alle IRU, (e quindi usa i segnali degli accelerometri per calcolarsi la VS)
Usa le accelerazioni per correggere la VS, non si riesce a calcolare la VS integrando gli accelerometri a causa della forza di gravita` che "disturba" pesantemente la misura.

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Re: Funzionamento tecnico IVSI

Messaggio da davierosoft » 22 novembre 2008, 23:35

Se lo dici tu ti credo :wink:
E che dagli schemi che ho per il 737 il tutto parte dall'air data, tramite il databus 4 (arinc 429 probabilmente) va nell'IRU, che trasmette in arinc 429 la vertical speed all'indicatore (bus 1 per l'on side VSI, bus 3 per il cross side).
L'indicatore controlla e decodifica i dati, li converte in analogico e muove l'indicatore. Non ho trovato alcun riferimento su chi corregga chi, quindi mi fido ciecamente, quello che sapevo era per sentito dire dagli istruttori. :wink:

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Re: Funzionamento tecnico IVSI

Messaggio da davymax » 23 novembre 2008, 0:41

Il FCOM del B737 (classic, visto che gli NG non hanno il Vertical Speed analogico), dice che la bandierina OFF compare sul Vertical Speed Indicator quando:

- Respective VSI and/or ADC has failed;
- selected IRS vertical speed data are unreliable;

Ora, la seconda condizione che può portare alla bandierina OFF può benissimo essere un disallineamento degli IRS, quindi bandierina OFF in vista e quindi strumento che dovrebbe dare indicazione zero.

Se invece non si perde completamente l'allineamento dell'IRS (NAV+ATT) ma solo la funzione NAV, si passa in ATT (attitude) in cui si possono recuperare le informazioni di Attitude e Vertical Speed, la Heading verrà inserita a mano.
"They say every man dies twice, once when his body goes and again, when his name is uttered for the last time."

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Re: Funzionamento tecnico IVSI

Messaggio da davierosoft » 23 novembre 2008, 14:09

Infatti, da come ha detto n757GF, l'air data è quello che da il segnale, e come ho detto io, il segnale non va diretto sul vertical speed ma passa per l'on-side IRS, il quale se è in OFF position o non allineato non manda i dati di V/S all'indicatore. Questo perchè l'inerziale elabora i dati dell'air data e in uscita manda una V/S che è corretta. L'indicatore VSI del 737 tra l'altro potrebbe ricevere anche dati direttamente dall'air data tramite i pin 26 e 27 (ADC data input, e il pin 9 seleziona la fonte ADC/IRS) ma che non sono collegati probabilmente sulla stragrande maggioranza dei 737.

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