2 – VIE E TERMINALI DI TRASPORTO AEREO INTERAZIONE TRA

POLITECNICO DI BARI FACOLTA’ DI INGEGNERIA

CORSO DI TRASPORTI AEREI A.A. 2007/08

2 – VIE E TERMINALI DI TRASPORTO AEREO INTERAZIONE TRA VEICOLO E VIA

Dipartimento di Vie e Trasporti Politecnico di Bari Corso di Trasporti Aerei Docente: Prof. Ing. Domenico Sassanelli

VIE E TERMINALI DI TRASPORTO AEREO

Sistema di trasporto aereo Aerovie Terminali

Descriveremo gli elementi e le caratteristiche di queste due componenti (aerovie, aeroporti) del sistema di trasporto aereo

Regioni di spazio in cui possono transitare gli aeromobili. Esse

comprese tra due piani verticali paralleli distanti tra loro da 10 a 20 miglia nautiche* (da 18.520 m

a 37.040 m), che definiscono i percorsi (o rotte) dei velivoli. Non sono individuabili come

infrastrutture, poiché fisicamente non esistono

Strutture aeroportuali (aeroporti) che comprendono sia gli spazi

destinati ai passeggeri e/o merci che quelli destinati ai velivoli.

L'aeroporto è un nodo di scambio tra modalità terrestri e sistema aereo e centro del sistema di

controllo del traffico

* 1 miglio nautico corrisponde a 1.852 metri


VIE E TERMINALI DI TRASPORTO AEREO Aerovie

AEROVIE

WAY POINTS (fig.1) Punti attraverso i quali viene identificata l’aerovia. Essi indicano le estremità del segmento di retta che individuano e sono identificati da cinque lettere

Radiofaro

Intersezione di 2 segnali di radiofaro

Coordinate polari locali

Longitudine/latitudine

ROTTE Percorsi (linee spezzate) lungo le quali si muovono gli aeromobili. Ogni rotta ha un’estensione in altezza di circa 1000ft *(300 m) e larghezza pari a quella dell’aerovia; in altezza sono stratificate a sensi di volo alternati. La distanza minima di sicurezza orizzontale tra due aeroplani in volo lungo la stessa rotta è di 8-16 km, mentre la distanza minima verticale è di 1000ft (300 m).

SIST

EMI D

I ID

ENTI

FIC

AZI

ON

E

Radiofari non direzionali Non Directional Beacon, NDB:

emettono segnali in tutte le direzioni e sono automatici; l’aeroplano in volo può interrogare il più vicino radiofaro e sintonizzare la propria apparecchiatura di bordo alla frequenza di ciascun NDB

Radiofari equipaggiati con misuratori di distanza Very high frequency Omnidirectional Range with Distance

Measuring Equipment, VORDME: sono simili ai precedenti sistemi VOR, ed in più consentono di valutare la distanza del punto aereo della località in cui è installato il radiofaro stesso.

Radiofari omnidirezionali ad alta frequanza Very high frequency Omnidirectional Range, VOR:

emettono un segnale fisso ed uno rotante, a fase variabile con continuità da 0 a 360° rispetto al segnale fisso; l’aeroplano in volo, misurando l’angolo di fase del segnale rotante ricevuto rispetto al segnale fisso, conosce l’azimut della rotta da seguire per dirigersi verso il VOR; le frequenze utilizzate da tale sistema sono comprese nell’intervallo 108-117 MHZ

SIST

EMI D

I ID

ENTI

FIC

AZI

ON

E

*1 foot (ft)= 0.3048m. Misure e dimensioni saranno espresse prevalentemente in piedi (ft), essendo questa l’unità di misura internazionalmente adottata in campo aeronautico


Fig. 1 – Esempio indicatore di way points

AEROVIE

TIPOLOGIE DI ROTTE Rotte oceaniche sono caratterizzate da lunga percorrenza e limitata possibilità di controllo e sorveglianza degli aeromobili. Sono tipiche dell’area del Nord Atlantico, dove si registra una elevata densità di traffico

Rotte continentali sono a percorrenza medio-corta, ad alta densità di traffico, con una copertura radar che rende possibile una buona sorveglianza degli aeromobili (aree geografiche dell’Europa, Nord America, etc.)

Rotte terminali si svolgono in prossimità degli aeroporti e sono caratterizzate dalla presenza di aeroplani in fase di salita e discesa e da un controllo del traffico aereo esteso all’intera regione e non limitato alle aerovie

Rotte in aree remote sono caratterizzate da bassa densità di traffico e avvengono su aree geografiche dove, per motivi tecnici od economici, non è disponibile un sistema completo di controllo del traffico aereo per mancanza di sistemi di radioassistenza, (aree geografiche dell’Africa, Sud Atlantico, Mediterraneo centrale, etc.).

Rotte a bassa quota sono comprese tra il livello del mare ed una quota massima prestabilita; sono utilizzate soprattutto dagli elicotteri e non sono dotate di soddisfacenti servizi di comunicazione, navigazione e sorveglianza al suolo a causa dell’interferenza degli ostacoli e della curvatura terrestre.


AEROVIE

Le aerovie, essendo l’unica regione di spazio in cui gli aeromobili possono transitare, riducono lo spazio aereo utilizzabile dando luogo a fenomeni di congestione.

Il sistema di navigazione d’area o RNAV cerca di ovviare a tale inconveniente, poiché è in grado di superare il vincolo di dirigere l’aereo solo entro le aerovie individuate dai segnali dei vari apparati di terra (fig.3 e 4). La navigazione d’area (RNAV), pertanto, è un metodo di navigazione che consente l’impiego dell’aeromobile lungo qualsiasi rotta compresa entro la copertura di radioaiuti o tramite la sola capacità dei sistemi di bordo o una combinazione di entrambi. Esso è comunque in fase sperimentale perché esistono problemi di gestione del traffico legati alla crescita del numero di rotte “virtuali” che si verrebbero a creare e quindi alla necessità di disporre di tecniche avanzate per l’individuazione in tempo reale dei vari punti di conflitto. In particolare, la navigazione d’area di tipo basico (B-RNAV) indica una navigazione condotta con una precisione di mantenimento della rotta uguale o superiore a 9260 m (Required Navigation Performance, RNP 5) per il 95% del tempo di volo


Fig. 2 – Esempio di mappa di rotta

Fig. 3 – Esempio di funzionamento del sistema RNAV

Fig. 4 – Indicazione delle rotte di partenza dall’aeroporto Hartsfield-Jackson Internazionale di Atlanta prima e dopo l’applicazione del sistema RNAV

AEROVIE


AEROPORTI

FUNZIONI AEROPORTUALI (fig.5)

Nodo di collegamento principale e

smistamento di voli internazionali e

nazionali, ovvero grande hub

Nodo di collegamento

secondario

LEG

ATE

AL

TRA

FFIC

O

Punto di interscambio, in quanto deve garantire un facile

legame tra modi di trasporto terrestre e sistema aereo

Punto di connessione tra arrivi e partenze, poiché deve garantire

un facile passaggio da un sistema di arrivi continuo ad un

sistema di partenze discreto

Centro di elaborazioni, in quanto deve fornire i necessari servizi per emissione di biglietti,

documentazione di imbarco/sbarco, controllo di

passeggeri e merci

CO

ME

TER

MIN

AL

PASS

EGG

ERI E

MER

CI


Area distazionamento

Ingresso allepiste di

rullaggio

Attesadecollo

Piste dirullaggio

Piste didecollo/atterraggio

Rotte

Terminalaereo

ParcheggioCircolazione

veicolare

Edificioterminal

Accesso al sistemaaeroportuale Flusso

aerei

Flussopasseggeri

Are

a pa

sseg

geri

Are

a ve

livol

i

Fig. 5 – Funzioni aeroportuali

VIE E TERMINALI DI TRASPORTO AEREO Funzioni aeroportuali


VIE E TERMINALI DI TRASPORTO AEREO Aeroporti e componenti

AEROPORTO

AIRSIDE

LANDSIDE

Terminal aereo

Terminal passeggeri

parte della struttura aeroportuale non direttamente interessata alle operazioni di decollo e atterraggio, e si riferisce a tutte le operazioni riguardanti i servizi ai viaggiatori, accompagnatori e visitatori.

Aree di sosta aerei Apron (fig.11)

Torre di controllo

Area parcheggio

Area passeggeri

Sistemi di accesso

Piste (fig.6)


Fig. 6 – Esempi di configurazione delle piste

LE PISTE

Le piste rappresentano un importante elemento di connessione fra il mezzo aereo ed il sistema terrestre. Si hanno due tipi di piste: piste di atterraggio/decollo o di volo (runway) e piste di rullaggio (taxiway). Le prime hanno la funzione di consentire il decollo e l'atterraggio dei velivoli, mentre le seconde rappresentano le vie di connessione interna tra le aree di sosta dei velivoli e le piste di volo

Tipo A: pista singola Tipo B: piste

parallele Tipo C: piste parallele, avvicinamento e partenza indipendente tipo IFR

Tipo D: piste parallele, arrivi e partenze indipendenti tipo IFR

Tipo K1: operazioni dipendenti dall’intersezione

Tipo K2: operazioni dipendenti verso l’intersezione

Tipo J: operazioni indipendenti

sp<3500’ sp>5000’ 3500’<sp<4999’

sp sp sp

*

* Navigazione IFR – Instrumental Flight Rules, ovvero regole di volo strumentale


Fig. 7 – Pista singola dell’aeroporto de Juiz de Fora

LE PISTE

Caratteristiche delle piste

Capacità

Configurazione (fig. 6-7)

Segnaletica

è riferita al numero di operazioni di atterraggio/decollo che la pista stessa è in grado di consentire. La FAA* utilizza il concetto di capacità pratica, intesa come misura empirica riferita ad un tempo di attesa "accettabile" o "tollerabile" per poter effettuare le manovre di atterraggio/decollo

*FAA = Federal Administration Aviation


SEGNALI A TERRA Numeri, lettere e strisce pitturati

sulla pavimentazione

SEGNALETICA

SEGNALI LUMINOSI Luci di ostruzione, fari aeroportuali

e luci di avvicinamento

I numeri, alla fine della pista di volo ,consentono di individuare l'azimut magnetico della mezzeria della pista

Le lettere L, C, R indicano rispettivamente la pista di sinistra, di centro e di destra

Le strisce possono essere (fig. 8): • linea centrale tratteggiata; • segnali di soglia; • strisce laterali; • strisce che indicano la distanza dalla fine della pista.

Le luci di ostruzione sono poste su ostacoli potenziali, quali torri, ponti, ecc; sono solitamente di colore rosso

I fari aeroportuali indicano durante la notte la posizione e presenza di un aeroporto; ruota ad una velocità

prefissata, e proietta due fasci luminosi a 180° ciascuno, uno di colore verde e l'altro chiaro

Le luci di avvicinamento forniscono aiuto al pilota per definire l'allineamento del velivolo con la pista e per

regolare l'altezza opportuna e la distanza dal punto di atterraggio; ve ne sono di due categorie: sistemi a media

intensità e sistemi ad alta intensità

Visual Approach Slope Indicator System (VASI)

Runway End Identifier Light System (REIL)

I SISTEMI DI SEGNALAZIONE

La segnaletica è un sistema di aiuto al pilota durante le varie fasi del volo (atterraggio e decollo) in caso di scarsa visibilità o di atterraggi notturni


Fig. 8 – Caratteristiche segnaletiche delle piste


150’ 150’ 75’ 75’ 75’ 75’ 60’ 120’ 60’ 40’ 40’

144’

500’ 500’ 1000’

500’ 500’ 500’

Punto di contatto

Strisce finali Strisce

addizionali

Visual Approach Slope Indicator System (VASI)

Il sistema è costituito da barre luminose poste su ogni lato della pista di volo, a 600ft (circa 180m) dalla fine della pista (dette downwind bars) e a 1300ft (circa 400m) dalla fine della pista (upwind bars). Le lampade possono proiettare luce bianca nella parte superiore e rossa in quella inferiore; quando un pilota è in fase di avvicinamento, vedrà luce bianca se la sua pendenza di avvicinamento è ancora troppo elevata, rossa se è troppo ridotta, mentre alla pendenza corretta il pilota vedrà sia le luci bianche che quelle rosse (fig. 9).

Runway End Identifier Light System (REIL)

Il sistema è costituito da due luci lampeggianti sincronizzate, poste su ognuno dei due limiti estremi finali della pista, inclinate di 10°-15° rispetto alla mezzeria (fig.10).


Fig. 9 – Visual Approach Slope Indicator System (VASI) Fig. 10 – Esempio di lampada REIL



Fig. 11 – Esempi di configurazione di parcheggi al terminal

Fig. 12 – Aeroporto Zumbi dos Palmares – Macerò - Brasile

AREE DI SOSTA AEREI

Terminal

Terminal

Terminal

Le aree di sosta individuano un’area destinata al parcheggio o alla sosta temporanea degli aeromobili, collegata con le piste di rullaggio che si innestano a loro volta con le piste di volo. Esse sono utili per evitare interferenze tra aeroplani in partenza e vi sono varie possibili configurazioni di parcheggio (fig.11) che dipendono dall’orientamento dell’aeroplano parcheggiato rispetto al terminal. Le aree di sosta, inoltre, assolvono alla funzione di punti di imbarco/sbarco dei passeggeri, spesso in prossimità dei gates, ossia dei banchi di accettazione per l’imbarco dei passeggeri. Il collegamento tra gates e aree di parcheggio può avvenire in modo diverso a secondo della tipologia costruttiva dell’aeroporto (a piedi, mediante autobus, tramite tunnel o bracci telescopici, vedi fig. 12).


Tabella 1 – Classificazione ICAO degli aeroporti riferita all’aereo critico

INTERAZIONI TRA VEICOLO E VIA NEL TRASPORTO AEREO Interazioni geometriche tra veicolo e terminal aereo

Tale interazione si realizza in termini di dimensionamento delle piste e delle aree di sosta, che viene effettuato sulla base del tipo di aeroplano (e quindi al tipo e volume di traffico) che si prevede utilizzerà più frequentemente la struttura aeroportuale; tale aeroplano viene detto appunto aereo critico. L’ICAO* ha elaborato nel 1983 una classificazione degli aeroporti basata su due simboli di cui il primo numerico (da 1 a 4) ed il secondo alfabetico (da A ad E), come mostrato in tabella 1.

CODICE 1 CODICE 2 Codice

numerico Lunghezza di campo dell’aereo critico, l

Codice alfabetico

Larghezza alare, L

Scartamento del carrello principale, sc

1 l < 800m A L < 15m sc < 4.5m 2 800m <l < 1200m B 15m < L < 24m 4.5m < sc < 6m 3 1200m <l < 1600m C 24m < L < 36m 6m < sc < 9m 4 l > 1800m D 36m < L < 52m 9m < sc < 14m E 52m < L < 60m 9m <sc < 14m

* ICAO: International Civil Aviation Organization

Questo codice si riferisce alle esigenze di manovra dell’aereo critico nelle fasi di rullaggio e parcheggio

Questo codice si riferisce alla lunghezza di campo caratteristica che rappresenta la minima distanza di decollo richiesta dall’aereo critico nelle condizioni di massimo carico, a livello del mare, in assenza di vento e condizioni atmosferiche standard (temperatura 15°C), con pendenza longitudinale della pista nulla


DIMENSIONAMENTO DELLE PISTE

DIMENSIONAMENTO Dipende dalle

caratteristiche e/o tipo di manovra del velivolo, aereo critico, e dalle

caratteristiche meteorologiche del sito

LUNGHEZZA

PENDENZA LONGITUDINALE E TRASVERSALE

DIMENSIONE TRASVERSALE

ORIENTAMENTO



LUNGHEZZA Dipende da fattori tecnologici (spazio richiesto per le operazioni di atterraggio/decollo), dallo spazio disponibile, dai carichi (previsti) in fase di decollo/atterraggio e dalla pendenza del terreno. Ad esempio, un Boeing 747/200B necessita di una lunghezza minima di pista per il decollo pari a 10.500 ft (circa 3.150 m), e pari a 6.150 ft (circa 1845 m) per l’atterraggio

PENDENZA LONGITUDINALE E TRASVERSALE E’ necessaria per evitare il formarsi di pozzanghere e per facilitare il drenaggio delle acque; generalmente si adotta una pendenza massima ammissibile variabile tra 1.5% e 2%

DIMENSIONE TRASVERSALE Può andare dai 50ft (circa 15m) dei piccoli aeroporti ai 150ft (circa 45m) dei grandi aeroporti (vedi fig. 14); per le piste di rullaggio varia, a secondo del tipo di aeroporto, da 20-40ft (circa 6-12m) a 50-100ft (circa 15-30m).

ORIENTAMENTO Occorre orientare la pista (o le piste) di volo in funzione di: vento prevalente e ciò può vincolare la sistemazione dell'intera area aeroportuale in relazione al terreno disponibile ammissibile*, wind shear **(vento di taglio) e vento in coda. Secondo gli standard definiti dalla FAA***, l'orientamento della pista deve essere tale che almeno nel 95% dei casi l'atterraggio deve avvenire in condizioni di vento favorevole, ovvero tali da non pregiudicare la sicurezza delle manovre, per cui la velocità massima del vento non deve superare un valore di 22 km/h per aeromobili ad elica e di 30÷36 km/h per grandi aerei di linea. L'orientamento della pista può essere fatto con il metodo della rosa dei venti, di tipo prettamente grafico (fig.13).

*Il terreno disponibile ammissibile è quello con caratteristiche adeguate sia in termini di portanza e andamento plano-altimetrico che in termini di presenza di eventuali ostacoli **Wind shear: rapida variazione di vento (o velocità) tra due zone vicine dell’atmosfera ***FAA: Federal Aviation Administration


Fig. 13 – Metodo della rosa dei venti


50’÷150 144’

Punto di contatto

Strip 25’ ÷ 175

RESA

Fig. 14 – Dimensioni trasversali delle piste di volo

STRIP: fasce laterali da 25ft (circa 7m) a 175 ft (circa 53m), attigue alle piste di volo ed alle piste di rullaggio, per garantire condizioni minime di sicurezza in caso di deviazione dell'aeroplano dalla pista

RESA (Runway End Safety Area): aree rettangolari o quadrate con la funzione di accogliere aerei in caso di atterraggio “troppo corto” o “troppo lungo”

CLEARWAY: zona libera da ostacoli, successiva alla fine della pista, larga almeno 150 metri destinata ad essere sorvolata da aeroplani in fase di decollo; può essere attraversata da canali o fossi, ma non deve essere sede di irregolarità


Tabella 2 – Fattori moltiplicativi per la determinazione dello spazio di stazionamento

DIMENSIONAMENTO DELLE AREE DI SOSTA

La determinazione dello spazio minimo richiesto per le aree di stazionamento dipende: dalle dimensioni dell’aeroplano, apertura alare; spazi di manovra richiesti, che variano in funzione delle procedure operative delle varie compagnie aeree. In pratica per determinare lo spazio di manovra, e quindi il diametro dell’ipotetico cerchio che iscrive il velivolo, si può moltiplicare l’apertura alare per opportuni fattori, che vengono riportati nella Tabella 2.

Tipo di aereo Fattore Aeroplano con carrello a ruota singola 1.50 - 1.65

Aeroplano con carrello d’atterraggio a doppia ruota 1.35 – 1.50 Aeroplano con carrello doppia a tandem 1.60 – 1.75


Fig. 15 – Rappresentazione grafica dell’area richiesta per lo stazionamento

Fig. 16 – Schema in pianta della manovra di un aereo

DIMENSIONAMENTO DELLE AREE DI SOSTA

Traiettoria delruotino anteriore

Il raggio di 50ft (circa 15 m) consigliato nella figura è legato al tipo di movimento effettuato dal carrello dell’aeromobile durante la svolta e all’iscrizione in curva dello stesso.

Rappresenta la fascia entro la quale si colloca l’aeromobile in sosta, opportunamente separata dalle piste di rullaggio e di volo


RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

• CANTARELLA, G.E.* (2001), Introduzione alla Tecnica dei Trasporti e del Traffico con Elementi di Economia dei Trasporti, UTET, Torino, pp. 251-334.

* Professore ordinario presso l’Università di Salerno – Facoltà di Ingegneria

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