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2. ANALISI DEL QUADRO NORMATIVO
Nei primi anni dell'aviazione, tutti gli aeromobili operavano su superfici relativamente non preparate. Con lo sviluppo dell'aviazione, l'allineamento delle operazioni di decollo ed atterraggio è stato centrato sul una ben definita area conosciuta come landing strip. Successivamente, i requisiti di più avanzati velivoli necessitarono lo sviluppo di una porzione centrale pavimentata della landing strip. Mentre il termine landing strip fu ritenuto descrivere l'area livellata circostante e sopra la quale realizzare la runway o superfici non pavimentate, il suo ruolo primario mutò in quello di una superficie di sicurezza circostante la pista di volo. Quest'area deve essere in grado, sotto qualsiasi tipo di condizione, di supportare l'aeromobile senza causare danni strutturali al velivolo stesso o indurre lesioni ai suoi occupanti. Successivamente, la nomenclatura cambiò ulteriormente in Runway Safety Area (RSA) per riflettere maggiormente il suo ruolo funzionale. La RSA garantisce la sicurezza di un velivolo che atterri prima della soglia di pista (undeshoot), che in seguito ad un atterraggio lungo o ad un decollo abortito superi la soglia finale della pista (overrun), che sia soggetto ad uno svio laterale dalla pista di volo (veer-off); fornisce, inoltre, migliore accessibilità ai mezzi di soccorso dei VV.F. e dei sanitari durante tali incidenti."
La Figura 2.1 illustra la RSA appena descritta.
Figura 2.1 - Planimetria della Runway Safety Area (RSA)
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All'interno della RSA è possibile distinguere le diverse aree riportate nella figura che segue:
- Running End Safety Area (RESA), un’area simmetrica rispetto al prolungamento dell’asse della pista e adiacente alla fine della striscia di sicurezza, destinata primariamente a ridurre il rischio di danni agli aeromobili che dovessero atterrare
troppo corti o uscire oltre la fine pista in fase di decollo o atterraggio. Rispetto alla rappresentazione grafica riportata in figura, occorre precisare che tale area deve essere predisposta oltre entrambe le soglie di pista laddove quest'ultima possa consentire le operazioni in entrambe le direzioni.
- Clearway (CWY), un'area rettangolare definita che insiste sul terreno o sull'acqua, sulla quale il velivolo possa compiere una porzione della salita iniziale in fase di decollo.
- Stopway (SWY), una porzione della pista di volo deputata all'arresto del velivolo in caso di decollo abortito.
- Runway strip, una striscia di terreno che si estende fino ad una specifica distanza dalla linea centrale della pista di volo, longitudinalmente ad essa. Essa fornisce un'area libera da ostacoli che potrebbero danneggiare il velivolo; include un'area livellata che dovrebbe essere preparata in maniera tale da non provocare la rottura del carrello anteriore del velivolo nel caso in cui un velivolo la invada dopo aver abbandonato la pista.
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Il quadro Normativo relativo alle runway strip è esaustivo in termini di caratteristiche geometriche, mentre lo è meno in termini di caratteristiche meccaniche.
2.1. Normativa ENAC
L'Ente Nazionale per l'Aviazione Civile, unica Autorità di regolazione tecnica, certificazione, vigilanza e controllo nel settore dell'aviazione civile in Italia, è stato istituito il 25 luglio 1997 con Decreto Legislativo n. 250/97.
L'Enac si occupa dei molteplici aspetti della regolazione dell'aviazione civile, del controllo e vigilanza sull'applicazione delle norme adottate, della disciplina degli aspetti amministrativo-economici del sistema del trasporto aereo.
Per una descrizione più dettagliata della mission perseguita da tale Ente si rimanda al relativo sito istituzionale [a].
Essendo l'Ente sovrano in Italia in materia di Aeroporti, l’analisi delle Normative vigenti è stata primariamente incentrata sui regolamenti emessi dallo stesso Ente.
2.1.1. Regolamento per la costruzione e l'esercizio degli aeroporti
Riportiamo di seguito degli stralci del Regolamento per la costruzione e l'esercizio degli
aeroporti di ENAC [3] relativi alle caratteristiche geometriche delle strip.
"E’ definito un Codice di Riferimento dell’Aeroporto (Aerodrome Reference Code), in base al quale sono stabilite le caratteristiche delle superfici, delle aree di protezione e dei piani di riferimento laterali e longitudinali che devono essere tenuti liberi da ostacoli. Tale codice alfanumerico è costituito da:
− un numero individuato dal valore della “Lunghezza di Pista di Riferimento dell’Aeromobile” riferita all’aeromobile in uso sull’aeroporto che necessita di maggior corsa al decollo;
− una lettera individuata dalla apertura alare o larghezza massima del carrello principale dell’aeromobile più grande che si prevede possa operare nell’aeroporto, a seconda di quale dei due parametri richieda caratteristiche di pista superiori.
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Il codice di riferimento è determinato per ogni pista allo scopo di identificarne le caratteristiche delle superfici associate. Tale Codice di riferimento non è correlato alle caratteristiche di portanza della pavimentazione.
Tabella 2.1 - Codice di riferimento dell'Aeroporto
Lunghezza
Per piste di codice 2, 3, 4 e strumentali di codice 1, la strip si estende oltre i fine pista e relative zone di arresto per una distanza di almeno 60m. Per piste non strumentali di codice 1 tale distanza è di almeno 30 m.
Larghezza
La strip che comprende una pista strumentale deve estendersi simmetricamente rispetto all'asse pista per almeno:
a) 150 m per piste di codice 3 o 4;
b) 75 m per piste di codice 1 o 2.
La strip che comprende una pista non strumentale deve estendersi simmetricamente rispetto all'asse pista per almeno:
a) 75 m per piste di codice 3 o 4;
b) 40 m per piste di codice 2;
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Area livellata e priva di ostacoli CGA (Cleared and Graded Area)
All’interno della strip di una pista strumentale di precisione di codice 3 o 4 deve essere prevista un’area livellata priva di ostacoli per una distanza simmetrica, rispetto all’asse pista ed al suo prolungamento, di almeno 105 m.
Tale distanza può essere ridotta a 75 m nella parte di strip che interessa i primi 150 m di pista e raccordata a 105 m entro i primi 300 m di pista per entrambe le testate.
Figura 2.4 - Planimetria della Cleared and Graded Area (CGA)
Per le piste strumentali di precisione di codice 1 e 2 la CGA si estende per una distanza simmetrica, rispetto all’asse pista ed al suo prolungamento, di almeno 40 m.
Per piste strumentali non di precisione e per piste non strumentali, la CGA si estende per una distanza simmetrica, rispetto all’asse pista ed al suo prolungamento, di almeno:
a) 75 m per piste di codice 3 o 4;
b) 40 m per piste di codice 2;
c) 30 m per piste di codice 1.
La CGA deve essere a raso della pista, della banchina e delle stopway lungo i bordi comuni.
Pendenze longitudinali della CGA
Le pendenze longitudinali lungo qualsiasi parte della CGA non possono eccedere:
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b) 1,75% per piste di codice 3;
c) 2% per piste di codice 1 o 2.
Le variazioni di pendenze longitudinali devono essere graduali evitando cambiamenti repentini.
Pendenze trasversali della CGA
Le pendenze trasversali della CGA devono prevenire l’accumulo di acqua e non eccedere:
a) 2.5% (1:40) per piste di codice 3 o 4;
b) 3.0% (1:33) per piste di codice 1 o 2.
Esclusi i casi in cui occorre facilitare il drenaggio, la pendenza dei primi 3 m dal bordo pista deve essere verso il basso e non superiore al 5%.
Nella parte di strip al di fuori della CGA sono ammesse anche pendenze verso l’alto fino al 5% (1:20).
Passiamo ora a descrivere le prescrizioni in termini di capacità portante richiesta alle strip ed alla CGA in esse contenuta, riportando le Normative analizzate nell'ambito di questo lavoro.
Relativamente alla CGA, la Normativa in oggetto prevede:
"La CGA deve essere raccordata con la pista e in grado di sostenere l'aereo critico di progetto che al suo peso massimo certificato deve poterla percorrere senza subire danni significativi.
La portanza della CGA può diminuire gradualmente in direzione trasversale, verso l'esterno, per favorire l'arresto del velivolo."
Inoltre:
"La valutazione di tale portanza tiene conto delle procedure di risk assessment adottate per uno specifico aeroporto."
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2.1.2. Linee guida per l'adeguamento delle strip aeroportuali
Relativamente alle strip, la lettera Circolare in oggetto [4] fornisce una guida sulla determinazione delle caratteristiche di portanza di tali strisce di sicurezza.
In particolare riporta:
"...la verifica delle condizioni delle strip e la progettazione degli interventi di sistemazione, laddove necessari, ... devono essere condotte sulla base dei dati di rilievo plano-altimetrico delle fasce di sicurezza e delle relative caratteristiche di portanza desunte dalla determinazione dei moduli elastici, risultanti dalle prove deflettometriche e da quelle su piastra. ...
... I valori di modulo elastico dedotti dalle indagini in sito devono portare al calcolo dei relativi cedimenti sotto carico e dimostrare un livello di buona portanza dell'intera estensione delle strip.
Potrà essere opportuno assumere come riferimento teorico i valori medi del modulo elastico riscontrato sul terreno in sito, escludendo quelli estremi di max e min.
Il trattamento delle aree che richiedono interventi avverrà con l'apporto di materiale arido, granulometricamente stabilizzato e compattato, e ricoprimento vegetale di 10 cm. Si fa comunque presente che per quanto riguarda la portanza dell'area di CGA, almeno per i primi 75 m per ciascun lato e per l'intera estensione in pista, dovranno essere verificate, oltre alle condizioni di cui al punto Cap 3 - punto 4.5 del Regolamento, le raccomandazioni contenute nell'ICAO Aerodrome Design Manual Part. 1 - Ediz. Agosto 2006 - Cap 5 - par 5.3.22.
L'area esterna a tale striscia e compresa nella CGA, ferma restando la necessità di garantire la transitabilità dei mezzi aeroportuali su tutta la strip, potrà avere valori di portanza gradualmente inferiori (dai 75 m in poi) laddove risulti, da apposito studio di risk assessment, la compatibilità delle scelte con i livelli di rischio minimi da garantire su tale area.
A tal fine potrebbe essere utile prevedere che lo strato di nuovo terreno vegetale, laddove è necessario intervenire, vari da un minimo di 10 cm in corrispondenza della fine degli shoulders, ad un massimo di 15 - 17 cm in corrispondenza della linea a 75 m dall'asse della pista, per facilitare il rallentamento di un aeromobile in accidentale veer-off, e venga assicurata la gradualità della variazione di portanza oltre i 75 m.
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E' necessario che venga identificato un CBR (California Bearing Ratio) medio di sottostrato almeno nella fascia dei 75 m, sia per le aree non trattate che per quelle trattate. Il CBR potrà essere determinato in sito o in laboratorio, all'umidità media stagionale più alta prevista per il terreno di sottostrato e con riferimento allo strato al di sotto dei 15 cm dalla superficie. Per avere ulteriori dati sul comportamento del terreno, anche per quelli non coesivi, può essere utile effettuare alcune prove con terreno saturo, per meglio valutarne le variazioni stagionali e l'attendibilità dei dati progettuali.
Con l'acquisizione di tali valori di CBR, che l'ICAO raccomanda siano compresi tra 15 e 20, potranno essere calcolati i cedimenti teorici a diverse distanze dall'asse della pista fino almeno a 75 m, prendendo in considerazione in particolare il carrello anteriore dell'aereo critico i cui effetti, in assenza di sovrapposizione dei bulbi di pressione dei carichi e del probabile effetto piastra (effetti presenti viceversa per il carrello posteriore) dei cedimenti per i due tipi di carrello. Il calcolo finale dei cedimenti dovrà essere eseguito sulla superficie finale dell'area, comprensiva del terreno vegetale. Sulla base dei risultati teorici potranno meglio essere individuate le caratteristiche del terreno vegetale di ricoprimento (di spessore intorno ai 15 cm) che abbia un valore di CBR ridotto (dell'ordine di 5 - 7) al fine di assicurare quanto più possibile le caratteristiche di frenatura del terreno sotto l'azione di rotolamento dei carrelli verificando, nel contempo, che l'affondamento del carrello anteriore dell'aereo critico sia limitato ai 15 cm previsti dalle raccomandazioni internazionali.
Per assicurare inoltre su tutta la strip, anche al di fuori della CGA, la transitabilità dei mezzi di soccorso, sarà utile effettuare prove dirette con mezzi dei VVF aeroportuali (eventualmente utilizzando un Dragon a pieno carico) e misurare gli effettivi cedimenti massimi a diverse distanze dagli shoulders e in diverse condizioni di umidità del terreno.
Tali dati potranno essere utilizzati per la identificazioni di specifici percorsi che assicurino la copertura delle attività di soccorso sull'intera strip. ..."
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2.2. Normativa ICAO
L'Organizzazione internazionale dell'aviazione civile (International Civil Aviation
Organization) è un'agenzia autonoma delle Nazioni Unite incaricata di sviluppare i
principi e le tecniche della navigazione aerea internazionale, delle rotte e degli aeroporti e promuovere la progettazione e lo sviluppo del trasporto aereo internazionale rendendolo più sicuro e ordinato.
Il Consiglio della ICAO adotta degli standard e delle raccomandazioni riguardanti la navigazione aerea e l'aviazione civile. Inoltre, l'ICAO definisce i protocolli per le indagini sugli incidenti aerei seguiti dalle autorità per la sicurezza del trasporto dei Paesi firmatari della convenzione sull'aviazione civile internazionale, meglio nota come convenzione di Chicago. Per una descrizione più dettagliata dell'agenzia si rimanda al sito istituzionale [b] .
2.2.1. Annesso 14 - Volume I - Aerodrome Design and Operations
Riportiamo i paragrafi salienti della Normativa in oggetto:
§3.4 Runway strips
§3.4.16 : "Raccomandazioni: la porzione di strip di pista strumentale ... deve essere preparata o costruita in modo da minimizzare i rischi derivanti da differenze di carico - portanza di aerei che la pista può accogliere nel caso in cui l'aereo dovesse uscire di pista."
Allegato A - 11: § 8. Strips
§ 8.1.2 : "In alcuni casi la portanza del terreno naturale nella strip può essere sufficiente, senza speciali preparazioni, a rispettare le prescrizioni previste. Dove siano necessari adeguamenti, i metodi da usare dipenderanno dalle condizioni locali del suolo e dalla masse degli aerei che la pista accoglierà. Indagini in sito possono aiutare ad individuare il metodo migliore di intervento (drenaggio, stabilizzazione, pavimentazione leggera)."
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2.2.2. Aerodrome Design Manual (Doc 9157) - Part I - Runways
La maggior parte dei contenuti di questo manuale sono strettamente correlati alle specifiche contenute nell'Annesso 14. Il principale scopo di questo documento è facilitare l'applicazione uniforme delle specifiche dell'Annesso 14, Volume I.
Relativamente alle strip, a quanto già riportato precedentemente esso aggiunge:
§ 5.3.22 : "Già dalla porzione livellata di strip si provvede a minimizzare il rischio di un aereo andato fuori di pista livellandola in maniera tale da prevenire la rottura del carrello di atterraggio dell'aereo. La superficie dovrebbe essere preparata in maniera tale da frenare l'aereo e la superficie inferiore dovrebbe avere sufficiente portanza da evitare il danneggiamento dell'aereo. Per conciliare queste necessità divergenti, le seguenti linee guida sono approntate per preparare le strip. Le industrie produttrici di aeromobili considerano che una profondità di 15 cm sia la massima alla quale il carrello di atterraggio può affondare senza collassare. Pertanto, è raccomandato che il terreno ad una profondità di 15 cm al di sotto della superficie finita della strip sia preparato per avere una portanza in termini di CBR (Californian Bearing Ratio) del valore compreso tra15 e 20. Lo scopo della preparazione di questa superficie sottostante è di prevenire l'affondamento del carrello per più di 15 cm. I sovrastanti 15 cm possono avere resistenza minore per facilitare la decelerazione dell'aereo."
2.2.3. Aerodromes Panel
Eleventh meeting of the Aerodrome Design Working Group (ADWG) Agenda Item 7 : Shoulder, RESA and Strip minimum support
Rio de Janeiro, Brazil, 9 - 13 July 2012
"Al momento non ci sono standards riguardanti i minimi requisiti in termini di portanza relativi alle aree non pavimentate degli aeroporti. Boeing e Transport Canada hanno messo insieme la loro esperienza con le piste di volo e le stopways non pavimentate, e hanno assemblato questo articolo che si offre come materiale guida da includere all'Annesso 14. ...
... Il criterio di portanza delle piste non pavimentate della Boeing indica che un suolo compattato ad un valore di CBR 30 - 50 supporterà carichi in termini di pressioni di
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gonfiaggio dell'ordine di 1,4 - 1,75 MPa, mentre un valore di CBR 20 - 30 dovrebbe assicurare una minima portanza alle classi medie di aerei aventi pressioni di gonfiaggio di 1,0 - 1,4 MPa. Per gli aeroporti che accolgono piccolo aerei con pressioni di gonfiaggio di 0,4 - 1,0 MPa il supporto richiesto è di CBR 9 - 20." Tali valori si intendono misurati con penetrometro Boeing.
Tale criterio suggerisce che, per ogni categoria di aereo considerata, un CBR della superficie inferiore al relativo valore minimo suggerito comporta l'affondamento dell'aereo, cosa che deve essere evitata se la superficie è adibita a pista di volo mentre può essere tollerata entro certi limiti se il suo scopo è quello di rallentare ed arrestare l'aereo.
Il comportamento della strip è paragonato a quello della RESA; per esse il documento di cui sopra suggerisce:
"Per quanto riguarda la RESA il suggerimento Boeing è che per piccoli aerei commerciali la superficie dovrebbe garantire CBR 6 - 14 e laddove operino aerei medi e grandi il CBR dovrebbe essere 14 - 20. Il livello di portanza per RESA e strip indicato sopra può fornire sì un valido supporto, ma il fenomeno dell'affondamento potrebbe essere dell'ordine di 25 - 30 cm."
2.3. Normativa FAA
La Federal Aviation Administration (FAA) è l'agenzia del Dipartimento dei Trasporti statunitense incaricata di regolare e sovrintendere a ogni aspetto riguardante l'aviazione civile. Creata nel 1958 come Federal Aviation Agency, assume l'attuale nome nel 1967. Per ulteriori informazioni riguardanti la mission dell'agenzia si rimanda al sito internet istituzionale [c] .
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2.3.1. Airport Design (AC 150/5300 - 13A)
Ci è sembrato importante citare questa Normativa: essa, infatti, opera ufficialmente l'equiparazione dei sistemi di arresto di tipo EMAS alle aree di sicurezza RSA, all'interno delle quali giacciono le strip e la RESA.
307. Runway Safety Area (RSA) / Engineered Materials Arresting Systems (EMAS)
b. Caratteristiche di progetto
"La RSA deve essere:
(1) libera da qualsiasi tipo di ostacolo e livellata per ridurre al minimo la presenza di solchi, dossi, depressioni o altre variazioni superficiali potenzialmente dannose.
(2) drenata adeguatamente per prevenire ristagni di acqua;
(3) capace, sotto qualsiasi condizione ambientale, di supportare mezzi di rimozione della neve, mezzi di soccorso, l'occasionale passaggio di un aeromobile senza causare danni al velivolo stesso;
(4) libera da oggetti, ad eccezione degli aiuti visivi alla navigazione." ...
g. EMAS
"Un EMAS di tipo standard fornisce un livello di sicurezza equivalente a quello di una RSA costruita in maniera tale da possedere le caratteristiche di cui sopra.
(1) Un EMAS viene progettato per arrestare un velivolo in escursione esercitando una forza di decelerazione prevedibili a priori sulle sue gambe di forza, attraverso la deformazione del materiale che compone l'EMAS. Le sue performance dipendono dal peso del velivolo, dalla configurazione del carrello di atterraggio, dalla pressione di gonfiaggio degli pneumatici, dalla velocità di ingresso.
(2) L'installazione di un EMAS standard è in grado di arrestare la corsa di un velivolo che sia soggetto ad un'escursione dalla pista ad una velocità di 70 nodi (circa 130 km/h). AC 150/5220-22 fornisce una guida su pianificazione, progettazione, installazione e manutenzione di un EMAS nella RSA."
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2.4. Normativa EASA
L'Agenzia Europea della Sicurezza Aerea (European Aviation Safety Agency) è un ente giuridico indipendente, dotato di autonomia amministrativa e finanziaria, che tuttavia rende conto del suo operato agli Stati membri ed alle istituzioni europee.
Le competenze di EASA, istituita dall'Unione Europea con il Regolamento (CE) n.1592/2002, sostituito dal Regolmento (CE) n.216/2008, attengono alla definizione di massimi livelli comuni di sicurezza e di protezione ambientale per quello che riguarda il settore dell'aviazione civile. Ulteriori informazioni riguardo la mission dell'Agenzia sono reperibili nel sito internet istituzionale [o] .
2.4.1. EASA NPA 2011-20 (B.III) - Draft Certification Specifications
Considerato che nel documento analizzato sopra EMAS e RSA vengo equiparate per la loro funzione di arrestare un velivolo soggetto ad un'escursione di pista, si riportano di seguito le prescrizioni di EASA (l'equivalente europeo di ICAO) relative alle RESA.
Capitolo C - Runway End Safety Area
GM-ADR-DSN.C.210 - Runway End Safety Areas
(c) Arresting systems on Runway End Safety Areas
"(3) EMAS o i progetti di altri sistemi di arresto devono essere supportati da un metodo progettuale valido che possa prevedere le performance del sistema stesso. Tale sistema deve essere derivato da tests di laboratorio o in sito. Tali test devono essere basati sul passaggio di un aereo reale o di un'equivalente ruota singola attraverso un letto di arresto di prova.
Il progetto deve considerare parametri relativi all'aereo, quali massimo carico applicabile ai carrelli, configurazione dei carrelli, pressione di gonfiaggio dei pneumatici, centro di gravità dell'aereo, velocità dell'aereo. ..."
"(4) Il sistema progettato dovrebbe essere basato sul un aereo critico, che è definito come quell'aereo in servizio sulla pista che impone la richiesta di prestazioni più gravosa al sistema di arresto. Solitamente, ma non sempre, esso è il più grande/pesante aereo che regolarmente utilizza la pista. Il sistema di arresto dell'aereo non dipende
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soltanto dal peso dell'aereo, ma anche dalla configurazione dei carrelli e dalla pressione di gonfiaggio dei pneumatici. ..."
CS-ADR-DSN.C.235 — Strength of Runway End Safety Areas
"La RESA dovrebbe essere preparata o costruita in maniera tale da:
- ridurre il rischio di danneggiare un aeromobile che anticipi il decollo, mancando la pista, oppure ritardi l'atterraggio, superando la soglia di pista;
- consentire la decelerazione del velivolo;
- facilitare i movimenti dei mezzi di soccorso.
Per le caratteristiche capacità portante di tale area si rimanda all'Aerodrome Design
Manual [5]."
2.5. Normativa Transports Canada
La Direzione dell'aviazione civile, noto anche come Transport Canada Civil Aviation (TCCA), promuove la sicurezza del sistema di trasporto aereo nazionale attraverso le sue attività di quadro normativo e di vigilanza.
Tale Direzione è responsabile per l'avanzamento della sicurezza di tutti gli aspetti dell'aviazione civile in Canada.
Nell'ambito del quadro normativo, sviluppa politiche, linee guida, regolamenti, norme e materiali didattici per far progredire la sicurezza dell'aviazione civile in Canada. Maggiori informazioni sul tale Ente sono reperibili all'indirizzo internet [d] .
2.5.1. Advisory Circular (AC 302-015)
Runway End Safety Area bearing strength requirements
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... "(3) ... una RESA dovrebbe essere un'area naturale aperta compattata che soddisfi la pendenza, capacità in condizioni umide, e altri requisiti fisici, "in condizioni umide". Tale condizione è degna di nota poiché essa è la condizione base per la quale l'area deve essere preparata e valutata. Inoltre, è risaputo che la capacità portante della superficie sarà influenzata dai cambiamenti di contenuto di umidità del suolo, a causa delle piogge o delle variazioni stagionali."
"(4)... è evidente che quest'area non richieda la stessa capacità portante dell'associata runway, ma necessita solo di supportare pochi passaggi dell'aereo critico. ...
(5) Per determinare se un'area naturale ha la portanza per essere utilizzata come RESA, bisogna considerare innanzitutto i carichi imposti dall'aereo critico. Importante per la determinazione del carico imposto è il peso lordo dell'aereo e la pressione dei pneumatici, poiché la stessa pressione diviene il surrogato del carico. Una pressione di gonfiaggio elevata provoca un'area di impronta più piccola e il trasferimento di carichi maggiori al suolo. I costruttori di aeromobili possono essere in grado di fornire un CBR, solitamente per movimenti in pista, da confrontare con quello noto dell'area naturale. (6) Poiché l'area caricata associata ad una determinata pressione di gonfiaggio è risaputo essere data dal rapporto tra il carico gravante sulla ruota e la pressione di gonfiaggio della stessa, quest'ultima diviene il surrogato per il carico.
Classificando gli aerei commerciali in tre categorie generali basate sull'apertura alare (piccola → codici A e B, media → codici C e D, grande → codici E e F), i regimi di pressioni di gonfiaggio risultano raggruppati come indicato in tabella. Con questa classificazione la capacità portante richiesta alla RESA può essere individuata.
Tabella 2.2 - Requisiti di portanza delle aree non pavimentate
Nota: la capacità portante della RESA indicata sopra dovrebbe fornire un supporto all'aereo in escursione, ma la profondità dei solchi prodotti potrebbe essere dell'ordine di 25÷30 cm, al fine di decelerare l'aereo.
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(7) La capacità portante può anche essere determinata dalla comparazione dell'uso storico dell'area (in condizioni bagnate) da parte dei veicoli o di equipaggiamenti pesanti. Però, nell'utilizzare questo metodo di valutazione comparativa, è importante considerare la configurazione delle ruote dei veicoli o degli equipaggiamenti pesanti in relazione a quella del carrello di atterraggio dell'aereo. L'area d'impronta maggiore e le minori pressioni di gonfiaggio di molti veicoli o equipaggiamenti pesanti distribuiscono il peso complessivo sul suolo più efficacemente di quanto accada per il carrello dell'aereo."
2.6. Commento alle Normative
Sulla base delle indicazioni fornite dai costruttori, un affondamento di 15 cm rappresenta il valore massimo che può essere sopportato dalla ruota del carrello di atterraggio anteriore di un aeromobile. Tale valore ha assunto valenza prescrittiva tanto per le Normative di ICAO quanto per quelle di ENAC.
In particolare, lo scopo implicito di ICAO è di realizzare delle strip con una capacità portante che aumenti all'aumentare della profondità; tuttavia le prescrizioni in termini di portanza sono relative solo allo strato sottostante i primi 15 cm (che, per comodità, chiamiamo sottofondo), concedendo di preparare lo strato superficiale ad un livello di portanza minore allo scopo di ottenere l'affondamento e la contestuale decelerazione del velivolo che le attraversi.
ENAC adotta gli stessi valori per il sottofondo ma, a differenza di ICAO, fornisce dei valori anche per lo strato superficiale che sicuramente sono il risultato di evidenze sperimentali adeguatamente supportate a livello teorico, ma che non trovano riscontro nel quadro Normativo internazionale.
E' in questo scenario che si inserisce il recente contributo dato alla discussione da Boeing, che indica valori minimi di CBR con cui preparare le strip e tutte le aree non pavimentate soggette al transito occasionale di velivoli.
I valori suggeriti da Boeing derivano da un'estesa campagna sperimentale, durante la quale la capacità portante del terreno è stata misurata mediante l'applicazione del penetrometro Boeing, uno strumento simile al Dynamic Cone Penetrometer messo a
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punto dagli ingegneri di tale Azienda. A conferma della validità sperimentale di tali indicazioni vale la pena sottolineare che la prova con penetrometro Boeing è stata equiparata da FAA alla prova con piastra regolata dalla Normativa ASTM D4429. Tale approccio è diverso da quello di ICAO poiché non considera due livelli di diversa portanza ma un unico strato avente capacità portante pari a quella prescritta per diverse categorie di aeromobile. Ciò che di nuovo è emerso da questo contributo è che l'affondamento potrebbe essere superiore ai 15 cm.
Di recente Transport Canada ha fatto proprie tali indicazioni, adottandole all'interno del proprio regolamento e rendendolo, quindi, obbligatorie.
L'approccio dominante che si evince dagli stralci di Normativa riportati è quello di mettere in relazione capacità portante ed affondamento.
Tuttavia, alla luce della situazione di indeterminatezza che caratterizza la questione, appare evidente come un approccio basato solo sulla determinazione dell'indice CBR non può metterci al sicuro da eventuali rischi di rottura e danneggiamento dell'aereo in caso di veer-off.
Da qui nasce l'idea di individuare un diverso approccio al problema, basato sullo studio dell'interazione aeromobile-terreno allo scopo di individuare un modello di previsione; tale modello dovrà essere sia in grado di prevedere l'affondamento che un determinato velivolo critico potrebbe subire in caso di escursione dalla pista, correlandolo ovviamente alla capacità portante del terreno.
Tale modo di approcciarsi al problema fornisce due parametri da confrontare con le vigenti prescrizioni normative:
- valore dell'affondamento subito dalla ruota del carrello anteriore;
- valore dell'indice CBR posseduto dal terreno che costituisce la strip.
Alcuni dei metodi che analizzeremo in seguito danno la possibilità di calcolare anche il valore della forza orizzontale resistente (drag-force) esercitata dal terreno soffice delle strip in direzione opposta a quella di avanzamento della ruota durante un'escursione dell'aereo. Tale valore può essere calcolato facendo riferimento alle indicazioni contenute nelle FAR [6] di cui si riferirà in seguito.
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Assodato che la funzione demandata alle strip è la stessa richiesta ai sistemi passivi di arresto tipo EMAS, gli stralci normativi di FAA ed EASA relativi a questi ultimi ci hanno fornito indicazioni sulla calibrazione di un modello empirico di previsione e sulla possibilità di implementare delle metodologie di indagine di tipo sperimentale.
Quanto brevemente descritto in questo paragrafo verrà analizzato approfonditamente nei capitoli che seguono.
