[Pier59]

Caro Luigi052, la tua definizione dei modi di definire le velocità è corretto, ma molti si chiederanno perchè per volare vengono utilizzate almeno 3 se non 4 maniere diverse di esprimere una velocità; forse partendo dallo scenario iniziale in cui un'aeromobile si trova in volo arrivando in seguito ad esaminare le necessità di pilotaggio e navigazione, sempre forse chiariremo ulteriormente il problema anche per chi non è del settore.
Ci proviamo allora:
Scenario: un'aeromobile in volo, come tutti sanno, si trova immerso in una massa d'aria (bolla) che segue certe dinamiche in termini di velocità (su tutti e 3 gli assi) di direzioni e di pressione, ovviamente questo aeromobile è influenzato da tutti questi fattori, e qui facciamo un'esempio concreto: il mio aeromobile è una mongolfiera, dentro alla "cesta" non percepisco alcun movimento non sento alcun vento relativo (per semplicità supponiamo che velocità direzione e quota della massa d'aria siano costanti) e quindi sono "fermo", a terra invece chi mi guarda mi vede in movimento, infatti rispetto a lui mi muovo alla stessa velocità della bolla d'aria in cui sono "immerso", quindi pur muovendomi rispetto al terreno il mio sistema (mongolfiera) è in stato di quiete.

Aumentiamo di livello il nostro esperimento: la bolla d'aria del sistema di cui sopra in cui è immerso il mio aeromobile (non più una mongolfiera) ha una velocità al suolo di 100 Km/h. (esprimo i valori con il sistema metrico decimale per essere compreso anche dai non tecnici) ed il mio aeromobile ha una velocità di sostentamento minima di 90 Km/h, bene chi mi guarda da terra, se volo alla velocità minima di sostentamento, mi vede transitare a 190 Km/h io invece dall'anemometro leggo una IAS Indicated Air Speed di 90 km/h Ok? Molto bene, fermiamoci un'attimo e consolidiamo: io sono in volo sul mio aeromobile e sullo strumento leggo una velocità IAS e siccome tutte le prestazioni del mio aeromobile sono espresse in velocità IAS ho tutto quello che mi serve per volare in sicurezza (la velocità IAS è la velocità vera con la quale il mio aeromobile si muove all'interno della massa d'aria, perciò tutte le prestazioni caratteristiche di esso devono essere espresse dal costruttore in velocità IAS, l'unica velocità certa rilevata dal sistema anemometro / pitot / presa statica), quindi non scenderò mai per nessuna ragione al disotto dei 90 Km/h indicati dal mio strumento: l'anemometro. per chi mi guarda e mi vede transitare invece ad una velocità di 100 Km/h (la famosa velocità della bolla d'aria di prima) + i 90 Km/h della mia velocità indicata dall'anemometro, se questo terrestre mi misura la velocità (magari con la pistola laser della polizia) ottiene la mia GS Ground Speed: la velocità al suolo; che è di 190 Km/h; fermiamoci un attimo.
Per chi non sapesse come funziona Il mio anemometro possiamo dire (semplificando) che è collegato al famoso tubo di pitot, un tubicino posto in una zona dove non ci sono interferenze aerodinamiche significative e quindi è investito dal flusso d'aria del mio movimento, ed alla presa statica, una apertura posta all'esterno della fusoliera in una zona in aria il più calma possibile e quindi comparando i 2 valori attraverso una capsula molto simile a quella di un barometro mi fornisce la IAS, però c'è un problema, per quanto ottimizzate le posizioni del pitot e della presa statica comunque risentiranno di alcune interferenze dovute ad una serie di fenomeni esterni causati dall'aerodinamica dell'aeromobile, mica posso montare un pitot 20 m. davanti al muso del mio aeromobile in aria assolutamente "pulita", quindi ogni costruttore fornisce una serie di tabelle che in base alle caratteristiche tecniche ed aerodinamiche del suo aeromobile indica i fattori di correzione di tale velocità, abbiamo così la CAS ovvero Calibrated Air Speed o Computed Air Speed (in quest'ultimo caso la velocità CAS è corretta dallo strumento ed è indicata in modo molto chiaro ed inequivocabile che si tratta di velocità CAS, non voglio approfondire come, direttamente sullo strumento). Benissimo direte voi allora la Cas a che Casio serve!!! Ok immaginate che siamo in volo assieme ad altri 40 aeromobili di tipo diverso, per volare l'indicazione della IAS a me va benissimo, ma chi ho intorno ha valori diversi di IAS dai miei avendo aeromobili diversi con caratteristiche diverse e tabelle di correzione diverse e per di più a me non note, anche per loro quanto leggono sui propri anemometri va benissimo per volare in sicurezza, quindi se tra noi, per informarci a vicenda della nostra velocità, e prevedere le nostre reciproche posizioni nel tempo diamo la velocità IAS (supponendo di volare tutti alla stessa velocità) ognuno darà la velocità di 90 Km/h IAS letta, ma le velocità relative tra tutti noi saranno un po' diverse, qualcuno andrà più piano, qualcuno più forte, con evidenti risultati un tantino "antipatici" per il semplice fatto che chi riteniamo debba essere in un dato punto in realtà in quel punto non c'è e di conseguenza noi perdiamo la consapevolezza della situazione reale essendo la velocità uno dei fattori determinanti oltre alla prua e alla quota per sapere dove si trova un'altro aeromobile rispetto a noi. Quindi visto che tutti conosciamo o possiamo ricavare rapidamente la velocità CAS, e se comunichiamo quella, ognuno di noi parlerà nella stessa lingua e i 90 Km/h saranno realmente 90 Km/h per tutti, ecco a cosa serve la CAS!!! Ok va bene ora sappiamo cosa è la CAS e a cosa può servire!

Aumentiamo ancora di livello: La mia IAS ora è di 200 Km/h, saliamo a quota 3000 m., l'aria intorno a me diventa più rarefatta, le molecole d'aria che entrano nel pitot sono di meno, quindi in teoria sul mio anemometro dovrei vedere una riduzione di velocità, invece no!!! se l'aria è meno densa causerà meno attrito al mio aeromobile che per magia andrà più velocemente quindi la IAS non cambierà, le caratteristiche di prestazione del mio aeromobili rimangono le stesse, invece per chi mi vede da terra in realtà andrò più veloce, poco importa per volare, ma importa se devo navigare e cioè andare dal punto A al punto B, va bene che ho la GS la quale ovviamente non è calcolata con la pistola della polizia, ma è rilevata utilizzando sistemi radio (VOR DME ILS ecc.) e più recentemente il GPS oppure quando non esisteva nulla di tutto ciò si utilizzava un'altro sofisticato strumento: il cronometro: infatti misurando il tempo impiegato per sorvolare 2 riferimenti al suolo di cui è nota la distanza (usare le mappe please) abbiamo la GS oltre che la componente di vento laterale, la prua relativa da mantenere ecc. ecc. ecc.; torniamo a noi, quindi per avere la mia velocità all'aria "vera" (attenzione per aria non intendo l'elemento aria ma lo spazio attorno a me), a questo punto dovrò tener conto della pressione, della temperatura dell'aria, della densità dell'aria in base alla quota, e per velocità maggiori, della coprimibilità dell'aria allora per questo scopo avrò un'altra indicazione di velocità la TAS: True Air Speed che mi serve per conoscere ad esempio la direzione del vento conoscendo la velocità al suolo o per conoscere la velocità al suolo conoscendo la velocità e la direzione del vento, insomma so come mi sto muovendo in un preciso momento nello spazio, quindi a questo punto posso navigare, piccolo esempio, su di un'aeromobile piccolo facciamo un Cessna 172 è di importanza fondamentale utilizzare la TAS per seguire lo sviluppo del volo in quanto mi permette di stimare i tempi di navigazione dal punto A al punto B, tenendo conto della componente vento, della prua relativa, del tempo di volo e una piccola e simpatica cosetta, il carburante consumato per raggiungere B da A e quindi se ce la farò a raggiungere B oppure, se non voglio andare a raccogliere tartufi od arare un podere, se mi conviene pensare ad uno scalo tecnico intermedio.

Facciamo un ultimo salto di livello, ora voliamo su un bellissimo F104, in condizioni di volo subsonico sapere la mia IAS e la TAS va benissimo, ma ad un certo punto, quando comincio a volare veramente forte ho bisogno di un riferimento univoco che mi dia le informazioni di velocità certe indipendentemente dalla quota e dall'aria, ecco quindi che ci viene in aiuto un nuovo valore il cosidetto Valore di Mach, infatti, in fisica, gli unici due riferimenti assoluti di velocità che non cambiano mai (se sono assoluti) indipendentemente dalla quota, dalla pressione e dalla densità dell'aria sono la velocità di propagazione del suono e quella della luce, ovviamente, per il momento, la seconda non è utilizzabile ;-) quindi la velocità del suono per noi diventa un riferimento certo, quindi la mia velocità dopo i fatidici 450 nodi di verrà indicata dal cosidetto Machmetro (sul 104 S era uno strumento separato) in cui fatto 1 la velocità del suono in quell'istante la velocità di Mach viene espressa in frazioni di 1 (0,. - 0.9 - 1.0 - 1.1 - 1.2) ecc.; a cosa mi serve l'indicazione di velocità espressa in Mach??? molto semplice, il mio bellissimo spillone quando comincia ad avvicinarsi a Mach 1.0 comincia ad innervosirsi, i comandi diventano più duri lui comincia a vibrare a scalciare a cercare di rallentare in quanto le onde acustiche davanti al muso e a tutte le superfici esposte diventano una bariera contro la quale il nostro purosangue non vuole schiantarsi ci troviamo nel famoso regime transonico, alcuni elementi strutturali del velivolo vanno riconfigurati automaticamente o manualmente pena gravissime o catastrofiche avarie, una per tutte: i coni delle prese d'aria devono essere estratti in modo che le onde soniche non entrino nel motore in quanto causerebbero un anomalo funzionamento, spegnimento o danni molto gravi allo stesso, per cui, controllato che funzioni tutto, do manetta Full Military + AB e magicamente il mio Machmetro indica Mach 1.1 sono in regime supersonico magicamente tutto si calma diventa tranquillo, il rumore percepito nella cabina si fa più ovattato e il mio bravo spillone fa quello per per cui è stato progettato fare: CORRERE!!!. Abbandonando la vena poetica che improvvisamente mi ha preso, ora pensiamo che sapere che il mio spillone vibra e scalcia volando a Mach1 mi fa stare tranquillo (ecco l'utilità del Machmetro), infatti la IAS che la TAS non mi danno valori attendibili, mentre se tutto ciò accade a velocità Mach 0.8 forse è meglio che cominci a vedere le cecklist di emergenza e magari stare pronto a tirare quella maniglia gialla e nera nel caso corra il rischio che il mio bravo spillone mi si disintegri intorno, chiaro no a cosa serve!!!
Questo post estremamente lungo e verboso spero serva a qualcuno nel frattempo saluto tutti ringraziando se qualcuno corregge le eventuali inesattezze commesse. A presto

[windsaber]

Il numero di Mach, se non erro, si misura col metodo delle sovrappressioni. Ovvero p1/p0. P1 è la sovrappressione di arresto misurata mediante il tubo di pitot, p0 la pressione esterna senza influenze. Nel machmetro ci sono tante rotelle e rotelline che collegate al manometro del tubo di pitot e al barometro danno direttamente il numero di mach. Sul machanemometro è ancora più complicato non me lo ricordo. Spero di non aver scritto strafalcioni