WINDSHEAR

DEFINIZIONI

Windshear: variazione repentina della velocità e/o della direzione del vento.

Severe windshear: windshear che causa variazioni di velocità indicata maggiori di 15 nodi o variazioni di velocità verticale maggiori di 500 piedi al minuto.

Headwind Shear (lncreasina performance): windshear in cui l’aumento di vento in prua causa un aumento di velocità indicata.

Tailwind Shear (Decreasinp performance): windshear in cui l’aumento di vento in coda causa una diminuzione di velocità indicata.

Downdraft: forte corrente d’aria discendente. Microburst: flusso d’aria che discende rapidamente all’interno di una

cellula temporalesca e quando in prossimità del terreno si diffonde violentemente verso l’esterno in ogni direzione.

CONDIZIONI METEOROLOGICHE

Esistono alte probabilità di incontrare windshear in presenza di moti convettivi associati a forti precipitazioni (rappresentazione sul radar rossa o magenta), a vento forte e a variazioni di velocità indicata che superano i 15 nodi. Da tenere in considerazione sono anche rovesci, turbolenza e differenze tra temperatura al suolo e dewpoint comprese tra i 15 e i 30 gradi. Influenza notevole ha l’orografia circostante l’aeroporto. Tenere presente che gli effetti di un microburst si possono rilevare a diverse miglia di distanza dalla cellula che ne è la causa (si pensi ad un CB nei pressi di un aeroporto).Alcuni aeroporti sono dotati del Low Level Windshear Alert System di valido supporto.

"Windshear warnings” vengono trasmessi dagli enti ATS a ciò preposti ogniqualvolta siano presenti (o previsti) fenomeni di "windshear” lungo le traiettorie di a/m in decollo e in avvicinamento (compreso il "circling”) e/o lungo la pista. Lo strato considerato va da terra a 1600 ft AGL (o quota superiore in relazione alla topografia locale).

OPERATIVO

Prima di iniziare le operazioni di decollo e atterraggio la situazione meteorologica va valutata anche per quanto riguarda probabilità di “wind shear’ o di “microburst’ (fenomeno di livello energetico più elevato).Situazioni di “wind shear’ (che comportino repentine variazioni di IAS superiori a 15 nodi e/o di velocità verticali superiori a 500 ft/min e/o di assetto longitudinale superiori a ± 5°) e di “microburst’ vanno evitate ritardando il decollo o interrompendo l’avvicinamento quando ne sia nota o evidente la presenza lungo i percorsi previsti. In ogni caso adottare le precauzioni e, se necessario, le modalità operative come da O.M.N.P E’ importante chiarire il concetto di variazione dei parametri; se io ho impostato un variometro di 800 ft/min, un improvviso variometro di 1700 ft/m definisce una variazione di + 900 ft/m.

PRECAUZIONI IN DECOLLO

Utilizzare MTOT e riportare tale evento sull’ATL.Usare la pista più lunga disponibile e di orientamento più favorevole, sia in relazione alla situazione meteorologica che alla presenza di ostacoli lungo la traiettoria.Usare un settaggio di flaps tra 5 e 15°, a meno di non essere limitati dagli ostacoli e/o da gradienti di salita.Impostare la bugs della VR per il Performed T.O.T. per un correzione massima di 20 nodi, e ruotare alla relativa VR. Qualora lo shear si manifesti durante la corsa di decollo a velocità uguale o superiore alla VR del peso attuale, l’a/m dovrà essere ruotato immediatamente. Se viene incontrato windshear durante la corsa di decollo e non c’è sufficiente pista per fermarsi cominciare la rotazione entro gli ultimi 2000 ft o 600 m prima della fine pista (verificabili con i marking della touch down zone opposta e/o dall’inizio delle luci gialle).Non usare il F/d in T/O mode.

PRECAUZIONI IN AVVICINAMENTO

Utilizzare la pista più idonea per dimensioni, orientamento in relazione alla situazione meteorologica a aiuti radio e visivi disponibili.Usare flap a 28° se consentito anche dalle condizioni e dalla lunghezza di pista.Applicare una correzione di velocità per un massimo di 20 nodi (Vth + 15).Stabilizzare l’avvicinamento al più presto possibile, comunque non sotto i 1000 ft AGL; se destabilizzato sotto tale quota non esitare a riattaccare. Evitare ampie riduzioni di spinta.Il PNF dovrà monitorare e chiamare eventuali deviazioni significative dalla traiettoria.Durante l’avvicinamento è opportuno fare uso dei flight director, dell’autopilota e dell’automanetta. Questi sistemi, in particolare l’automanetta, offrono dei vantaggi solo se vengono controllati in maniera appropriata: essi possono infatti mascherare l’ingresso in uno shear se il pilota non è consapevole degli interventi che tali impianti effettuano automaticamente. In oltre non tutti i sistemi autopilota / automanetta funzionano in maniera soddisfacente in condizioni di turbolenza o vento a raffiche. Essi devono essere disinseriti qualora il loro uso appaia, nella particolare situazione, insoddisfacente.

WIND SHEAR RECOVERY

Quando sotto i 1000 ft durante la traiettoria di decollo o avvicinamento si viene a determinare una di queste condizioni:

Variazioni di + 15 nodi.

Variazioni di + 500 ft/min di variometro.

Variazioni di + 5° di assetto.

Variazioni di + 1° di spostamento dal glide slope.

Posizioni inusuali della manetta per un significativo arco di tempo.

Annunciare “Windshear Recovery”. Tale annuncio deve essere effettuato dal Comandante. Qualora inoltre egli intenda rilevare i comandi al PF, il fatto deve essere chiaramente annunciato con la frase “I have control” come previsto.Considerare che l’esercente in questa fase vuole il Cpt P.F.Premere i Go Around switch e portare con energia le manette in avanti per assicurare la massima potenza non inferiore a quella di go-around. Eventualmente staccare l’A/t e limitare la potenza all’overboost per evitare il contatto con il terreno.Disinserire l’A/p.Ruotare a 15° di assetto, considerando lo stick shaker (intermittente) come limite che può anche intervenire prima dei 15°. Ovviamente se si era ad un assetto maggiore, non appruare per raggiunge i 15° ma prendere come riferimento la fine dello shear o al limite lo stick shaker.Fare aumentare la velocità quando l’a/m sta salendo e il contatto con il terreno non costituisce più motivo di preoccupazione, mediante caute riduzione dell’assetto.Non cambiare configurazione carrello e flap.

Non seguire le indicazioni di”pitch” dei ”flight directors” (se non asservite a WAGS).

In pista durante la corsa di decollo

Quando s’incontra uno shear durante la corsa di decollo, la V1 perde il significato attribuitole nel calcolo delle distanze di decollo; pertanto l’opportunità o meno di interrompere il decollo deve essere basata sul giudizio del Comandante circa la lunghezza di pista rimanente.Qualora lo shear sia di forte entità e non si ritenga opportuno interrompere il decollo, applicare la tecnica seguente:

Annunciare “wind shear recovery”; tale annuncio deve essere effettuato dal Comandante. Qualora in oltre egli intenda rilevare i comandi al PF il fatto deve essere chiaramente annunciato con la frase “I have control’ come previsto.

Disinserire l’automanetta ed autopilota, applicare con decisione una spinta non inferiore a quella di go-around; se necessario per ottenere il “lift-off” avanzare le manette a fondo corsa, limitando l”overboost” al tempo necessario a garantire la sicurezza dell’a/m.

Ruotare l’a/m verso l’assetto iniziale di “recovery” non oltre i 2000 ft (600 m) dalla fine della pista anche se la VR non è stata ancora raggiunta. Tale assetto dovrà essere aumentato quanto necessario per ottenere il “lift-off’ In presenza di correnti discendenti potranno essere necessari, per mantenere una traiettoria positiva, assetti anche di parecchi gradi superiori a quelli normali di decollo.

Ultimi 2000 ft o 600 m (inizio di luci gialle di bordo pista)

IMPIANTO WAGS

L’impianto WAGS (“Wind ShearAlert and Guidance System”), ove installato, pur essendo in grado di rilevare il fenomeno e di fornire una guida per le eventuali azioni correttive, non deve in alcun caso essere considerato un mezzo idoneo ad attraversare deliberatamente uno “shear” forte o un “microburst” nè può esimere dal rispettare le precauzioni e raccomandazioni precedentemente indicate.Il PNT dovrà, in caso di incontro con “wind shear”, seguire le indicazioni del WAGS secondo le tecniche specificate nell’ AOM, annunciando, nei casi previsti, “wind shear recovery”.Ogniqualvolta si abbia l’intervento del WA GS, ne va fatto cenno sul “flight log” specificando posizione dell’a/m, fase del volo ed eventuali informazioni meteorologiche significative. Inoltre deve essere compilato un modulo ASR.

Gli Studi

Per il superamento del windshear sono state studiate e comparate diverse traiettorie di volo realizzate applicando diverse tecniche di pilotaggio. Queste analisi e simulazioni hanno dimostrato che le tecniche con le quali si privilegia la cessione immediata di velocità (energia cinetica) a vantaggio della quota (energia potenziale), non sono ottimali; riducono rapidamente i margini di controllabilità e sono efficaci solo quando l’attraversamento della zona di windshear è di breve durata.La tecnica migliore è risultata essere quella che consente di mantenere una particolare traiettoria detta “inertial flight path”, che garantisce la migliore conservazione dell’energia totale dell’aeromobile e dei margini di controllabilità dello stesso, ritardando il più possibile il raggiungimento dell’angolo di attacco corrispondente alla Vss (velocità di stick shaker). L’adozione di questo particolare profilo, che può richiedere anche riduzioni iniziali di pitch, è consentita solo quando sono disponibili segnali di guida del WAGS (Windshear Alert and Guidance System).ln alternativa, la tecnica più vicina a quella ottimale in termini di margini di superamento del fenomeno, è quella ~15° pitch” cosi come descritta nella windshear recovery technique delle Special Operations.E’ da ricordare comunque che nessuna traiettoria garantisce in assoluto il superamento indenne di fenomeni di particolare intensità e durata.

Il WAGS installato sull’ MD 80, è un sistema capace di fornire avvisi acustici e luminosi di presenza di windshear, segnali per la guida manuale o automatica sulla traiettoria ottimale e per l’impostazione automatica della spinta massima dei motori.

Il sistema è operativo a terra sopra i 60 nodi e in volo sotto i 1500 ft RA.

Non ne è consentito l’utilizzo in condizioni one engine.

Il sistema ritarda gli avvisi in caso di virata (>15°) e durante i cambi di configurazione.

Gli avvisi sono costituiti dalle red windshear warning lights e relativo messaggio “TAILWINDSHEAR” (decreasing performance wind shear), e dalle amber windshear caution lights e relativo messaggio “HEADWINDSHEAR” (increasing performance wind shear). Gli avvisi acustici vengono ripetuti per 3 volte e si riattivano solo in caso dirilevamento di una condizione diversa dalla precedente. Gli avvisi luminosi lampeggiano per 3 volte rimanendo poi accesi finquando non cessa la condizione rilevata: la condizione “decreasing performance” è prioritaria. I segnali di guida, quando attivati, consentono di ottenere la traiettoria ottimale nelle diverse condizioni di volo utilizzando l’Autopilota e/o il Flight Director.

In caso di “decreasing performance windshear” detta guida consente il mantenimento di una traiettoria pari a +1.5° riferita all’orizzonte dell’aeromobile. Sopra i 450 ft RA consente anche una perdita di quota allo scopo di mantenere una maggiore energia totale. Sotto i 450 ft RA, per il rischio di impattare il terreno, la guida, se necessario, porta al raggiungimento dell’angolo d’attacco corrispondente alla Vss (velocità di stik shaker).

In caso di “increasing performance windshear” la guida consente di mantenere la traiettoria ottimale di +1.5° sopra l’orizzonte dell’aeromobile fino al raggiungimento di una certa energia pari ad una velocità di V2+30 kts in decollo, e di Vga+20 in riattaccata. La guida continua fino al raggiungimento di una condizione di sicurezza identificata come segue: variometro a salire di minimo 750 ft/min e velocità non inferiore a quelle di riferimento (T/O o G/A -5 nodi) per almeno 15 secondi. Al raggiungimento di questa condizione, A/P e F/D tornano ad operare nel modo in cui si trovavano prima dell’attivazione del sistema.

Il sistema prevede che i motori vengano automaticamente regolati per fornire la spinta di riattaccata (EPR G/A) qualora quella presente fosse inferiore. In particolare nel caso di un decollo con “flex T/O thrust” l’ATS esce da CLAMP, comanda l’avanzamento delle manette fino all’EPR di G/A, poi torna al modo CLAMP. Nel caso di un decollo con “normal T/O thrust” l’ART interviene solo se la spinta cosi ottenuta risulta uguale o inferiore a quella di G/A al fine di evitare il superamento dei limiti del motore. Le manette comunque tornano sempre in CLAMP consentendo, se richiesto dal pilota, il raggiungimento del livello di spinta massimo disponibile (overboost).

La guida si attiva anche con il F/D disinserito, automaticamente, al raggiungimento del 95% della spinta massima di go-around o premendo il TOGA button (POP-UP guidance).

Si può uscire dal sistema e disattivare la guida selezionando sul DFGP una qualsiasi funzione sull’asse pitch (es: vertical spd).Considerare che la probabilità di falsi avvisi è molto bassa.

CONDITIONAL PROCEDURE: WAGS ALERT

Questa procedura va ad integrare quanto previsto nelle Special Operations se l’a/m è dotato di WAGS. Se intervengono gli avvisi durante la corsa di decollo e il rejected take-off non è più eseguibile (facendo tra l’altro cessare gli avvisi stessi):

Il CPT annuncia “WINDSHEAR RECOVERY”

Il PF controlla il corretto funzionamento dell’ATS, incrementando la spinta fino alla massima ottenibile se necessario (overboost).

Il PF segue le indicazioni del F/D e/o dell’A/P.

In avvicinamento quando gli avvisi si attivano, automaticamente l’ATS fornisce la spinta necessaria a mantenere una velocità pari alla 1.3Vs + 20 kts (Vth + 15). La guida interverrà solo se la spinta raggiungerà il 95% dell’EPR di G/A o se verrà premuto il TOGA button. A quel punto:

• Il CPT annuncerà ‘WINDSHEAR RECOVERY”

• Il PF seguirà le indicazioni del F/D e/o dell’A/P.

RIPORTO DI WIND SHEAR

I messaggi radiotelefonici dovrebbero avere le forme seguenti:‘Wind shear warning — surface wind 320 10 knots—wind at 200 f/f 360° 25 knots in approach”.Per segnalare “microburst” il messaggio dovrebbe avere l’appendice:“Microburst in approach rwy 26”.Altra forma suggerita è la seguente:‘Wind shear warning — 30 knots airspeed loss – 2 NM final rwy 13” Ogniqualvolta vengano incontrate in decollo o in atterraggio significative condizioni di “wind shear”, esse dovranno essere comunicate in fonia agli Enti ATS, specificando, se possibile, l’aumento o la perdita di velocità massimi verificatisi, la quota e la posizione alla quale lo shear è stato incontrato, il tipo di a/m. Se impossibilitati a descrivere lo “shear” nei termini sopraddetti, potranno essere descritti gli interventi effettuati per la condotta dell’a/m (riattaccata, aumento della spinta necessaria, ecc.).É consentito l’uso di termini come moderate, strong e severe corrispondenti alle sensazioni soggettive del pilota. Se possibile, i piloti di a/m equipaggiati con INS o FMS dovrebbero riportare i valori dei venti alle quote immediatamente sopra e sotto lo shear Gli enti ATS vanno parimenti informati se “wind shear” previsto (o riportato) non viene incontrato.