WindRose PRO3 per la progettazione di piste aeroportuali

Come descritto dalla Federal Aviation Administration (FAA), l'analisi del vento e' di fondamentale importanza per determinare l'orientamento della pista di un aeroporto. Idealmente una pista dovrebbe essere allineata con la direzione prevalente del vento al fine di minimizzare le componenti ortogonali. In aviazione con il termine crosswind si indica la componente del vento che soffia perpendicolare alla pista, rendendo un atterraggio piu' difficile. Se un vento laterale e' abbastanza forte puo' superare il valore massimo consentito per un aereo, e un tentativo di atterraggio in tali condizioni puo' provocare danni strutturali dell'aeromobile. Condizioni di vento sfavorevole (ad esempio, vento forte laterale, vento di coda e wind shear) sono coinvolte nel 33% degli incidenti di avvicinamento e di atterraggio.

I venti laterali sono pericolosi anche per il traffico stradale, in particolare su grandi ponti e autostrade. In tali condizioni i veicoli sono sottoposti a forze di portanza e possono essere soggetti a sbandamenti.

In generale, un vento laterale e' un qualsiasi vento che soffia perpendicolare ad una specifica direzione.

Ogni aereo puo' sopportare uno specifico valore massimo di vento laterale, ottenuto a partire da test di volo. Per esempio, un Boeing 727-200 ha una componente trasversale massima di 35 nodi (17,8 m/s), mentre un Cessna 172 ha una componente trasversale massima di 17 nodi (8,7 m/s).

La copertura del vento (wind coverage) e' definita come la percentuale di tempo per cui il vento laterale rimane minore di uno specifico valore accettabile. Secondo le norme FAA (FAA AC 150/5300-13), la copertura minima del vento considerando tutte le osservazioni e' il 95 per cento. Questo significa che per il 95% del tempo, la componente laterale deve essere inferiore alla componente laterale massima degli aeromobili che atterrano in un determinato aeroporto.

Nel progettare l'orientamento della pista di un aeroporto, la direzione migliore e' quella che ha la maggiore copertura del vento (wind coverage) e le minori componenti laterali (crosswind).

Il software Windrose PRO puo' essere utilizzato per analizzare una lunga serie di dati di vento e per calcolare, per ciascuna direzione possibile della pista di atterraggio, la copertura del vento ed le componenti laterali del vento (massimo, medio e mediano). Il software puo' essere utilizzato anche per valutare il corretto orientamento di una pista esistente. Inoltre, WindRose PRO permette di filtrare i dati in funzione della loro data e dell'ora, e' quindi possibile valutare il wind coverage e le componenti di vento laterale anche per gli aeroporti che funzionano solo in determinate stagioni (per esempio durante l'estate) o solo durante le ore diurne. Per ogni direzione, l'informazione prodotta in output dal software comprende la copertura del vento, il vento laterale massimo da sinistra e destra, la media e la mediana (cioe' il 50esimo percentile) del valore assoluto delle componenti laterali, il vento contrario (headwind) massimo, il vento in coda (tailwind) massimo e la media e la mediana del valore assoluto delle componenti di vento contrario.

Come esempio applicativo viene considerato l'aeroporto di Cagliari Elmas, la cui pista e' orientata da Sud Est a Nord Ovest. Sono stati raccolto i dati METAR dell'aeroporto per il periodo 2008-2011, decodificati e preparati per l'utilizzo in WindRose PRO. Oltre il 98% dei dati risultano validi. La rosa del vento ottenuta e' rappresentata nella figura seguente (a sinistra). Si osserva che la direzione del vento prevalente e' allineata con la pista, cosi' come richiesto dalla FAA. La rosa dei venti massimi (rosso) e medi (verde) indica che la velocita' massima del vento osservato nel periodo 2008-2011 e' di 18 m/s, e proviene da Nord Ovest.

La copertura del vento e' stata calcolata per un ipotetico velivolo con una velocita' massima di vento laterale di 8 m/s. WindRose PRO e' stato impostato per testare 72 orientamenti possibile della pista di atterraggio, a partire da 0 gradi con passi di 5 gradi. Si osserva che l'orientamento X deve essere inteso come l'orientamento da X gradi a (X +180) gradi. La figura seguente (a sinistra) mostra che la copertura massima del vento, che e' pari al 100%, si ottiene per le direzioni 115 gradi e 120 gradi. Solo le direzioni da 25 gradi a 50 gradi hanno una copertura del vento minore del 95% indicato dalla FAA.

Infine, anche un esempio di risultati numerici di WindRose PRO e' presentato in figura (a destra) in forma tabulare. Per ciascun orientamento della pista di atterraggio i seguenti parametri vengono calcolati dal software: la copertura del vento, vento laterale massimo da sinistra e da destra, media e mediana dei valori assoluti dei venti laterali, vento contrario e di coda massimi, media e mediana dei valori assoluti di vento contrario.

You might also want to read this paper.

For any additional information on WindRose PRO, visit this page or contact us.

download and evaluate WindRose PRO3 for free

Credits: the foreground image has been taken from the Crosswind landing article on Wikipedia.