Questi sistemi di navigazione consistono in:

• Global Positioning System (GPS)
• Sistema di Riferimento Interziale (IRS)
• Aiuti Radio (VOR, DME, ADF, ILS)

All’inizio del volo, i piloti caricano una rotta predeterminata nel Flight Management System o Computer (FMS / FMC). Questo impone la rotta del volo su una mappa in movimento che i piloti possono monitorare sui loro schermi durante il volo. I piloti possono vedere sui loro schermi altre cose intorno al loro percorso di volo, come altri aeroporti, altri aerei, terreno alto e maltempo.

L’aereo può rilevare dove si trova rispetto alla rotta prestabilita attraverso i seguenti sistemi di navigazione:

GPS – Global Positioning System

Questa è una delle fonti di navigazione primaria e l’aereo cerca continuamente di monitorare la sua posizione GPS. Questo è anche tipicamente il sistema di navigazione più accurato sulla maggior parte degli aerei commerciali moderni, in alcune circostanze permettendo all’aereo di eseguire manovre fino ad una precisione di 0,1 miglia nautiche.

Tuttavia, a causa della sua affidabilità, può essere utilizzato per la navigazione primaria solo durante alcuni segmenti del volo. Per utilizzare il GPS come riferimento primario di navigazione per la partenza (Standard Instrument Departure o SID), o l’arrivo (Standard Terminal Arrival o STAR) o l’avvicinamento (RNAV o RNP/GPS/GNSS Approach) è necessaria un’approvazione specifica sia per l’aereo che per la compagnia aerea.

Il GPS è soggetto a una serie di limitazioni. Prima di tutto, ci sono punti neri GPS in cui non ci possono essere abbastanza satelliti nel raggio d’azione per ottenere una posizione. Chiaramente questo non è accettabile se si opera sull’aereo con il solo riferimento al GPS quando si è vicini al suolo. Il GPS è anche soggetto a inceppamenti o interruzioni a causa di una serie di motivi, come i conflitti militari.

Se i ricevitori GPS dell’aereo dovessero fallire, o se il sistema GPS/satelliti dovessero andare offline, l’aereo ha un’adeguata ridondanza sul posto per garantire che possa ancora navigare con un livello di precisione accettabile.

IRS – Inertial Reference System (IRS)

L’IRS (le versioni più vecchie sono indicate come Inertial Navigation Systems) è un sistema autonomo che è in grado di tracciare la posizione dell’aereo senza riferimenti esterni. Utilizza una combinazione di accelerometri e giroscopi per calcolare qualsiasi movimento e accelerazione del velivolo su uno qualsiasi dei suoi tre assi.

All’inizio del volo, mentre a terra i piloti preparano l’aereo per il volo, l’equipaggio comunica all’IRS la posizione esatta del velivolo in termini di latitudine e longitudine. Poi rileva qualsiasi accelerazione su qualsiasi asse e calcola la posizione dell’aereo in base a questo movimento. Non richiede alcun input esterno, a parte dirgli dove si trova l’aereo all’inizio del volo. Non è preciso come il GPS, e i suoi errori di posizione aumentano nel tempo, ma permette comunque all’aereo di navigare con un livello ragionevole di precisione nel caso in cui tutti gli altri riferimenti di navigazione vengano persi.

Aiuti radio

I radiofari, normalmente situati sulla terraferma, inviano raggi radio che ci dicono la portata e la direzione dell’aereo da quell’aiuto radio. Questo permette ai sistemi informatici dell’aereo di calcolare la posizione dell’aereo. Più segnali radio possono essere rilevati, più accurata è la posizione stimata.

Questi aiuti radio sono tipicamente indicati come Very High Frequency Omni-Directional Radio Range (VOR) con associato Distance Measuring Equipment (DME). Altri includono un Non-Directional Beacon (NDB), che fornisce semplicemente un puntatore verso il beacon piuttosto che qualsiasi informazione radiale o di distanza diretta.

I sistemi di atterraggio strumentale (ILS) sono utilizzati per aiutare a guidare l’aereo verso la terra e questo è coperto in modo più dettagliato in questa pagina.

Come potete vedere, se uno qualsiasi di questi sistemi di navigazione fallisce, non è un problema in quanto vi è un sacco di ridondanza a bordo. I piloti non si perdono molto spesso!