Così Omega farà atterrare il primo aereo a energia solare

L'avventura dell'aereo fotovoltaico Solar Impulse continua. Dopo il volo virtuale, è stata quasi completata la costruzione del prototipo. Sia il prototipo che il Solar Impulse finale affronteranno campi mai esplorati finora nell'ambito del volo a causa delle sue proporzioni tra peso e dimensioni. Il prototipo ha infatti un'apertura alare di 63 metri per un peso di soli 1700 chilogrammi, rispetto, ad esempio, all'Airbus A340 che, con la stessa apertura alare, pesa 300 volte tanto!
Le proporzioni uniche del Solar Impulse hanno portato OMEGA a sviluppare uno strumento di volo del tutto nuovo basato su un'idea di Claude Nicollier che, oltre a vantare una prestigiosa carriera nell'aviazione, è membro del Consiglio di Amministrazione dello Swatch Group.
Claude Nicollier: una leggenda dell'aviazione svizzera
Claude Nicollier è un nome leggendario per l'aeronautica svizzera. È stato infatti l'unico astronauta svizzero ad aver preso parte a quattro missioni dello Space Shuttle. È stato pilota militare e civile e, grazie alla sua vasta esperienza in tutti i tipi di volo, si è reso conto che volare con un aereo come il Solar Impulse presenta alcuni particolari problemi.
Una sfida aeronautica unica: un enorme aereo leggero
Un grande aereo classico, con pesanti motori, durante l'avvicinamento alla pista e la fase di atterraggio finale si comporta come una manica a vento: mentre taglia l'aria, il timone di direzione mantiene l'asse longitudinale (il corpo) dell'aereo puntato in direzione di volo.
Il Solar Impulse, invece, in considerazione dell'enorme apertura alare e della fusoliera relativamente corta, ha una bassa stabilità laterale (da lato a lato) e direzionale. La sua direzione di volo può variare significativamente dalla direzione della fusoliera. A causa della velocità ridotta, circa 55 chilometri l'ora, in fase di avvicinamento l'aereo è inoltre sensibile ai venti trasversali.
Cosa hanno dimostrato i voli virtuali
Numerosi avvicinamenti e atterraggi effettuati con il simulatore di volo hanno mostrato che può essere difficile valutare rapidamente la direzione del volo sopra la pista di atterraggio. Il simulatore ha inoltre dimostrato chiaramente l'importanza di controllare l'angolo del velivolo e di mantenere la deriva a un valore basso (di norma meno di cinque gradi).
Occorreva quindi trovare il modo di fornire al pilota questa informazione in modo immediato e senza caricarlo di ulteriori compiti che potessero distrarlo durante la delicata fase di avvicinamento alla pista e atterraggio. Il problema della deviazione della direzione di volo rispetto alla direzione dell'asse longitudinale dell'aereo, che non è critica in alcune fasi del volo, come salita, crociera e discesa, può diventare cruciale nelle vicinanze del suolo, in quanto, specialmente in caso di valutazione errata da parte del pilota, potrebbe portare ad un atterraggio ai bordi o perfino fuori dalla pista, con i rischi che ne conseguono.
Per quanto riguarda la deviazione del velivolo a destra o a sinistra, il cosiddetto angolo di virata, su ogni aereo c'è un rapporto tra l'inclinazione delle ali e la direzione del volo quando l'aereo si inclina a sinistra o a destra per virare rispettivamente in direzione contraria. Un aereo o aliante largo come un Solar Impulse si comporta in modo relativamente più complesso all'avvio di una manovra di inclinazione laterale. L'effetto della cosiddetta "imbardata inversa" dirigerà temporaneamente il muso dell'aereo nella direzione opposta a quella dell'inclinazione dell'ala. Questo effetto collaterale è parzialmente controbilanciato nel caso del Solar Impulse dall'attivazione dei freni sul lato dell'ala abbassata, ma l'effetto non viene completamente annullato. Questo è uno dei motivi per cui occorre fare particolare attenzione a mantenere un angolo di virata modesto. Se l'angolo di atterraggio è troppo elevato c'è il rischio che la punta dell'ala tocchi il suolo durante l'atterraggio.
Una soluzione innovativa: lo strumento OMEGA
Sono stati questi gli elementi considerati dal team, e in particolare da Claude Nicollier, durante le prove di volo virtuali del Solar Impulse. Come mostrato dal documento originale, Nicollier ha progettato uno strumento composto da barre luminose che indicano la rotta reale (traiettoria di volo) o la deriva laterale su una scala orizzontale di barre luminose e su due scale verticali l'angolo dell'ala.
Le barre luminose sono molto precise, reagiscono istantaneamente e possono essere lette facilmente dal pilota che potrà così eseguire le necessarie regolazioni.
Lo strumento OMEGA è di facile uso e lettura per il pilota, tuttavia è possibile che quest'ultimo, stanco o assorbito da altri compiti, non noti le luci. È stato quindi previsto un allarme che reagisce appena i valori normali vengono superati. L'allarme è sia acustico che fisico. Oltre ad emettere un suono, vibra nelle maniche della tuta del pilota. Ad esempio, se l'ala è troppo inclinata a destra, la manica destra vibra indicando che il pilota deve correggere verso sinistra l'inclinazione dell'ala.
L'elettronica dello strumento OMEGA è contenuta in una scatola di alluminio che la protegge da interferenze esterne come quella del trasponder del radar del Solar Impulse.
Lo strumento è stato sottoposto con successo ad una serie di test tra cui urto, vibrazione, clima, scarica elettrostatica (ESD) e compatibilità elettromagnetica (EMC). I cavi sono protetti da teflon.

Un vantaggio per tutti i viaggi aerei su lunga distanza del futuro
Gli specialisti OMEGA sono stati incaricati di realizzare lo strumento progettato da Claude Nicollier, che è ora in avanzata fase di collaudo ed è uno dei molti sviluppi nati dal progetto Solar Impulse in grado di fornire vantaggi a tutti i futuri viaggi aerei su lunga distanza.