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Cosa sono le radioassistenze

Una radioassistenza (spesso chiamata impropriamente "radiofaro"), nella quasi totalità dei casi è un sito composto da vari trasmettitori collocati vicinissimi gli uni agli altri.
Gli aerei utilizzano tutti questi trasmettitori per dirigersi verso di essi o allontanarsi da essi seguendo una determinata direzione, allo scopo di rimanere all’interno dello spazio aereo autorizzato in ogni fase del volo (salita iniziale, salita in crociera, crociera, discesa, avvicinamento iniziale, avvicinamento finale).
La "direzione" viene chiamata radiale nel caso dei VOR e dei TACAN, mentre per gli NDB si usano due sigle del codice Q: QDR e QDM che però hanno un significato diverso da quello della radiale.

Il seguente prospetto indica i vari tipi di radioassistenze (solo quelle rilevanti per la strage di Ustica) presenti in Italia e quale tipo di aereo le può utilizzare:
         LINER  NATO  MiG
   VOR     a    ---   ---
   DME     d     d    ---
   NDB     a     a     a
   TACAN   d    a,d   ---
Liner: aerei civili di linea;
NATO: aerei militari NATO;
MiG: MiG-23 libico dell’epoca;
a: l’aereo riceve informazioni azimutali, cioè può conoscere la direzione della radioassistenza;
d: l’aereo riceve informazioni distanziometriche, cioè può conoscere la distanza dalla radioassistenza.
---: inutilizzabile.

Ad esempio, un MiG-23 dell’epoca poteva usare solamente gli NDB (chiamati anche, propriamente, radiofari).

Alcuni tipi di aerei militari NATO potevano installare un kit per la ricezione dei VOR (altrimenti inutilizzabili con l'avionica di serie). Ad esempio, l'F-104 poteva montare il kit AN/ARN-56.
Grazie alla disponibilità dei manuali di volo dell'F-104S e del TF-104G, scaricabili dal sito Starfighters.it e al National Museum of the United States Air Force, nel quale si può osservare l'avionica di alcuni caccia dell'epoca, è possibile riepilogare la capacità di ricevere una data radioassistenza per alcuni aerei d'interesse:
Aereo TACAN NDB VOR Note
TF-104G
F-104S
MiG-23MS Sembra possibile la ricezione di 2 NDB contemporaneamente
F-15A Eagle
F-4C Phantom II
F-4G Wild Weasel
Nella stragrande maggioranza dei casi, una radioassistenza è formata da: VOR + DME + NDB. Ciò consente agli aerei di ricevere la direzione dal VOR o dall'NDB e la distanza dal DME. La presenza di un VOR e di un NDB nello stesso punto ha il duplice scopo di assicurare la ricezione dell'azimut anche in caso di spegnimento di uno dei due trasmettitori e di assicurarla anche agli aerei non dotati di ricevitore VOR (aerei militari e piccoli aerei dell'aviazione generale).

Meno frequentemente, i trasmettitori presenti in uno stesso sito sono 4: NDB + VORTAC, quest’ultimo è composto da un VOR e da un TACAN co-ubicati; il TACAN, a sua volta, è composto da due apparati: un trasmettitore per l’azimut (ricevuto solo dagli aerei militari NATO) e un transponder per la distanza (ricevuto sia dagli aerei militari NATO che civili).


Per sapere in che direzione si trova un VOR o un NDB, gli aerei civili hanno a disposizione vari strumenti. Nel caso di un DME o di un TACAN, invece, un aereo civile non ha alcuno strumento per conoscerne la direzione. Tuttavia, quasi tutti gli aerei di linea avevano uno strumento che visualizzava la velocità verso il DME (o il TACAN). Il principio di funzionamento è molto semplice, perché basta dividere la variazione di distanza dal DME per il tempo in cui tale distanza è variata, ottenendo, appunto la velocità verso il DME. Ad esempio, se lo strumento si aggiorna ogni 3 secondi e in quei 3 secondi la distanza dal DME è diminuita di 0,38 nm, la velocità verso il DME è 0,38 / (3 / 3600) = 456 kn.
Questo fatto è utile sia per la comprensione di alcuni messaggi TBT che per capire meglio lo stato di funzionamento di alcune radioassistenze (v. "Stato delle radioassistenze").

Questo è un esempio di uno strumentino che veniva montato nei modelli molto vecchi di DC-9.
Si legge la distanza dal DME, la velocità verso il DME e il tempo per arrivarci.
Nei modelli di DC-9 meno vecchi, veniva montato un altro strumento con un display organizzato su due righe e che forniva molte più informazioni, ma il principio di funzionamento è lo stesso.

Per capire come funziona esattamente quel tipo di strumento, bisogna tener presente che la distanza misurata dal DME è la linea che congiunge il transponder dell'aereo (diverso dal transponder usato per trasmettere il codice identificativo dell'aereo al radar secondario) con quello della stazione a terra, come mostrato dalla seguente figura:

Quando l'aereo è in posizione 1, la "Distanza misurata" (chiamata "slant range", distanza obliqua) è di poco superiore a quella reale, indicata con "Distanza", quindi l'errore sui tre valori visualizzati dallo strumento (distanza, velocità e tempo) è piccolo (la "Distanza misurata" è l'ipotenusa del triangolo rettangolo i cui cateti sono la quota dell'aereo e la distanza al suolo dal DME).
In posizione 2, invece, la quota dell'aereo è grande rispetto alla distanza al suolo, per cui la distanza dal DME diminuisce sempre più lentamente a mano a mano che l'aereo si avvicina al DME, di conseguenza, la velocità verso il DME diventa sempre più piccola, fino ad annullarsi quando l'aereo sorvola il DME. In quell'istante, lo strumento segna l'altitudine dell'aereo rispetto al DME espressa in miglia nautiche.

La seconda cosa da tener presente è la direzione di volo rispetto al DME. Infatti, è ovvio che se l'aereo vola esattamente al traverso del DME, la distanza dal DME rimane costante, quindi la velocità verso il DME è nulla.

La figura mostra i due casi limite in cui la velocità verso il DME (Va) è nulla e in cui è pari alla velocità al suolo (GS, "ground speed") dell'aereo (sempre, però, tenendo conto di quanto visto nella figura precedente).
Il terzo caso mostrato è quello generico, in cui la velocità verso il DME è una frazione della velocità al suolo. Tale frazione è direttamente proporzionale al coseno dell'angolo mostrato in figura.

A questo punto, sappiamo come può fare un pilota per determinare la direzione approssimativa di un DME o di un TACAN senza bisogno né di un VOR né di un NDB: basta virare mantenendo costante la velocità dell'aereo; quando la velocità segnata dallo strumento è massima, significa che l'aereo si sta dirigendo verso il DME.

Nel caso dell'IH870, quanto appena detto poteva tornare utile per volare verso le radioassistenze che non avevano un VOR o un NDB funzionante, ma che avevano il DME o il TACAN funzionante.
La situazione, comunque, non era semplice, perché c'era un po' di turbolenza che faceva variare la velocità del vento e, di conseguenza, la velocità al suolo del DC-9, rendendo variabili anche i valori mostrati dallo strumento.
Considerando GS = 450 kn (ottenuta dai tabulati radar) e una variazione della velocità del vento di ±5 kn, l'IH870 poteva dirigersi verso un DME o un TACAN con un'approssimazione di circa ±10 gradi, almeno fino a quando la distanza era sufficientemente elevata (per il motivo visto nella prima figura).