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ⓘ Inversori di spinta



Inversori di spinta
                                     

ⓘ Inversori di spinta

Gli inversori di spinta costituiscono un meccanismo di frenata impiegato sugli aerei caratterizzati da grandi dimensioni o da elevate velocità di atterraggio. Gli inversori di spinta svolgono, insieme agli aerofreni ed ai freni meccanici, un ruolo determinante nellarresto di un velivolo durante latterraggio.

                                     

1. Tipologie e funzionamento

I meccanismi di inversione della spinta possono essere applicati sia ai velivoli dotati di turboreattori, sia agli aerei ad elica, e in special modo a quelli con propulsione a turboelica.

                                     

1.1. Tipologie e funzionamento Motori a getto

Nellambito dei motori a getto esistono diversi tipi di inversori di spinta, classificati a seconda della morfologia delle strutture impiegate per deviare il flusso dei gas di scarico. Tali strutture possono assumere varie forme, venendo ad assomigliare a una corolla di petali, alle valve di una conchiglia o semplicemente a una sezione cilindrica della navicella che alloggia il motore, la quale viene traslata allindietro quando si attiva linversione di spinta.

Il compito degli inversori di spinta è quello di dirottare il getto di gas in uscita dal motore contrariamente alla direzione del moto, in modo che la spinta anziché muovere in avanti laereo funga da freno. Il loro funzionamento si basa su dei tegoli metallici resistenti al calore e opportunamente sagomati che, venendo immersi nel getto di gas per azione di attuatori spesso di tipo pneumatico, lo deviano invertendone la direzione. La temporanea inversione della direzione in cui vengono eiettati i gas di scarico del motore, che fa sì che vengano espulsi in avanti anziché indietro, produce una cospicua azione frenante in genere dellordine della metà della massima spinta erogata dal motore in condizioni normali. Il loro utilizzo contribuisce in misura rilevante a ridurre lo spazio totale darresto, che altrimenti avverrebbe con una percorrenza di pista semplicemente eccessiva, specialmente nel caso dei grossi aerei di linea e dei caccia ad alte prestazioni. In casi molto rari, gli inversori di spinta sono usati per permettere allaeroplano di muoversi allindietro nelle operazioni di taxiing senza lausilio di un traino.

I motori a getto hanno un regime minimo di rotazione, necessario affinché il motore non si spenga, che produce comunque una spinta rilevante, la quale impedirebbe allaeromobile di atterrare in spazi ristretti. Senza gli inversori, inoltre, la frenata sarebbe lasciata alla sola azione dei freni meccanici, che dovrebbero dissipare in calore tutta lenergia cinetica dellaeromobile, con evidenti problemi di dimensionamento dei freni stessi.

Solitamente esistono dei meccanismi di sicurezza che permettono agli inversori di entrare in funzione solo a condizione che tutti i carrelli siano a contatto con la pista, in modo da evitare un loro azionamento accidentale in volo.

Lefficacia degli inversori è particolarmente elevata ad alta velocità, e per questa ragione sono disponibili immediatamente dopo il contatto del carrello principale con la pista. A bassa velocità il loro utilizzo potrebbe causare fenomeni di ingestione da parte dei motori di oggetti estranei eventualmente presenti sul terreno FOD ingestion, ed è quindi evitato o comunque limitato alla minima intensità.

                                     

1.2. Tipologie e funzionamento Motori ad elica

Nel caso degli aerei ad elica, linversione della spinta è messa in opera per mezzo di una variazione del passo dellelica tale da far assumere alle pale un calettamento negativo.

La maggior parte degli aerei a turboelica è dotata di sistemi di variazione del passo dellelica, impiegati per massimizzare lefficienza con cui lelica stessa assorbe la potenza del motore a tutte le velocità e in tutte le condizioni di volo. Linclinazione delle pale che a regime di volo normale varia nellambito di angoli positivi può essere portata ad angoli negativi, con leffetto di invertire la direzione della spinta prodotta dallelica.

In nessun caso, comunque, né con motori a getto né con motori a elica, linversione della spinta si basa su uninversione della rotazione dellalbero motore.

                                     

2. Storia

Per quanto riguarda i motori a pistoni azionanti unelica, lidea di invertirne il passo per produrre unazione frenante è quasi contemporanea allinvenzione stessa del passo variabile, e risale quindi agli anni trenta.

Invece, lidea di sfruttare parte della potenza del motore per abbreviare la corsa datterraggio degli aerei invertendo la direzione di eiezione dei gas di scarico risale ai primi anni di vita della propulsione a getto, già nel corso della seconda guerra mondiale. Nel 1942-43, in Inghilterra, fu sperimentata per la prima volta linstallazione a bordo di un bombardiere bimotore Vickers Wellington di un motore a reazione uno dei primi costruiti da Frank Whittle dotato di inversori di spinta.

Altre sperimentazioni inglesi con aerei come il Gloster Meteor e lHawker Hunter furono seguite negli anni cinquanta da prove analoghe portate avanti con successo negli Stati Uniti; qui, tra il 1955 e il 1960, vennero realizzati i primi aviogetti commerciali dotati di inversori di spinta compresi nellequipaggiamento standard. Negli anni successivi ladozione di questi dispositivi si è generalizzata, tanto nellambito civile che in quello militare.



                                     

3. Incidenti correlati

L11 febbraio del 1978 un Boeing 737-200, il volo Pacific Western Airlines 314, si schiantò durante un atterraggio abortito allAeroporto di Cranbrook. Linversore di spinta di sinistra non funzionò a dovere durante la risalita e causò il rollio dellaereo che si schiantò al suolo. Dei 5 membri dellequipaggio e dei 44 passeggeri, solo 6 passeggeri e un assistente di volo si salvarono.

Il 9 febbraio 1982 Il volo Japan Airlines 350 atterrò 300 metri prima della pista al Tokyo Haneda Airport: la manovra scelta dal capitano mentalmente instabile, ovvero quella di usare solo due dei quattro motori del Douglas DC-8 in inversione di spinta, causò la morte di 24 passeggeri.

Il 29 agosto 1990 un Lockheed C-5 Galaxy marche 68-0228 dellUSAF precipitò subito dopo il decollo dalla base aerea di Ramstein, in Germania, dopo aver subito limprovvisa attivazione dellinversore numero 1. 13 vittime e 4 sopravvissuti.

Il 26 maggio 1991 il volo Lauda Air 004, un Boeing 767, si schiantò in Thailandia dopo che linversore del motore numero 1 si attivò ad alta quota. 223 vittime.

Il 31 ottobre 1996 il volo TAM 402, un Fokker F100, si schiantò poco dopo il decollo dallaeroporto di San Paolo Congonhas in Brasile a causa dellattivazione dellinversore numero 2. 96 vittime sullaereo e 3 a terra.

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