Step 23 - La normativa

 Trovare documenti inerenti alle normative dell'orizzonte artificiale che non fossero a pagamento non è stato facile.

Tuttavia nel Regolamento Tecnico dell'ENAC si possono leggere alcune importanti norme inerenti all'orizzonte artificiale di riserva per gli elicotteri, il quale deve:

- assicurare un tempo minimo di funzionamento di 30 minuti o quanto occorre per raggiungere un sito di atterraggio alternato dopo l'avaria totale dell'impianto elettrico normale, tenendo conto degli altri carichi sull'alimentazione elettrica d'emergenza e le procedure operative;

- operare indipendentemente da qualunque altro sistema di indicazione dell'assetto;

- essere automaticamente operativo dopo l'avaria totale del sistema elettrico;

- essere illuminato appropriatamente durante tutte le fasi delle operazioni.

Step 22 - Un manuale d'uso

 La prima cosa da fare di fondamentale importanza al momento dell'accensione del velivolo è allineare l'asse verticale di questo con quello dell'orizzonte artificiale, tale operazione richiederà qualche minuto.

Dopodiché è necessario allineare l'indicatore del velivolo, presente al centro dello strumento, con la linea dell'orizzonte, tramite una manopola di aggiustamento, per evitare errori di parallasse.

Fatto ciò lo strumento è perfettamente operativo e il pilota se ne può servire ogniqualvolta ne avesse bisogno, specialmente in condizioni di volo con poca visibilità. Lo strumento, come già analizzato nei post precedenti, indica l'assetto del velivolo e consente di leggere gli angoli di beccheggio e rollio.

L'ampiezza dell'angolo di beccheggio si legge sulla scala al centro dello strumento, mentre l'ampiezza dell'angolo di rollio si legge sulla scala presente nel bordo dello strumento.

Step 21 - Nei fumetti

 L'orizzonte artificiale e i fumetti

Non è raro trovare riferimenti all'orizzonte artificiale nei fumetti, specialmente in quelli incentrati sul tema dell'aviazione, molto popolari nel secolo scorso.

Di seguito alcuni esempi in cui compare lo strumento disegnato:

Tailspin Tommy - How to Fly (1935)

Progetto di fumetto mai pubblicato

Di seguito alcuni esempi di fumetti in cui si fa riferimento all'orizzonte artificiale:

Webcomic Chicken Wings - Flying Level (11 nov 2014)

Frontline Combat #12 - F-86 SabreJet, EC Comics, (novembre 1952)

Ultimate Comics: Iron Man - Issue 3, Marvel Comics, 2012

Creepy #135: Yonder Star - Warren Publishing, Febbraio 1982

Ratchet & Clank - Vol.1, Settembre 2010

T.H.U.N.D.E.R. Agents 3 di 6 : NoMan' Dark Secret Revealed - DC Comics, Marzo 2012

Smilin' Jack  - Vol. 1, Issue 4, Dell Comics, Ottobre 1948

Our Army at War #12 - DC Comics, Luglio 1953

Step 20 - Il marchio

 L'orizzonte artificiale nei marchi

In molti loghi e marchi di aziende, soprattutto nell'ambito dell'avionica, sono presenti rimandi all'orizzonte artificiale, di seguito alcuni esempi:

Logo della Cannon Avionics;
al centro della C una bussola con i tipici colori dell'orizzonte artificiale

Logo della Glance Avionics;
tra le due parole un orizzonte artificiale stilizzato

Logo della Carpenter Avionics;
anche qui è presente il quadrante di un orizzonte artificiale

Logo della Leading Edge Avionics;
notiamo un orizzonte artificiale stilizzato, con le tipiche tacche che indicano il grado di beccheggio

NASA Dryden Research Center;
sullo sfondo distinguiamo un orizzonte artificiale

NASA Armstrong Flight Research Center;
sullo sfondo il quadrante dell'orizzonte artificiale con le caratteristiche tacche per misurare il grado di rollio e beccheggio

Step 19 - L'abbecedario

A = Avionica

B = Beccheggio

C = Criminologia

D = Disorientamento spaziale

E = Egizi

F = Flight (film) - min. 4.52

G = Giroscopio

H = Harold James, Doolittle (primo pilota a fare un volo strumentale nel 1929)

I = Indicatore di assetto

L = Leonardo da Vinci

M = Meccanismi erettori

N = Navigazione aerea

O = Organizzazione internazionale dell'aviazione civile

P = Precessione giroscopica

Q = Quadrante

R = Rollio

S = Sperry, Lawrence (inventore dell'orizzonte artificiale)

T = TruTrak Flight Systems (azienda che produce sistemi avionici)

U = U2 

V = Volo strumentale

Z = Zagros Airlines (compagnia aerea iraniana)

Step 18 - Il francobollo

L'orizzonte artificiale nei francobolli:

São Tomé e Prìncipe, ''British Airways Concorde Airliner Aircraft Cockpit'', (2014)

Si può notare in alto a destra un orizzonte artificiale

Mozambico, ''Barbara Harmer First Female Concorde Pilot'', (2013)

In alto a sinistra è presente un orizzonte artificiale

Maldive, ''Battle of Britain'', (1991) - anche al seguente link

Al centro del francobollo è visibile un orizzonte artificiale 

Sono inoltre presenti alcuni francobolli raffiguranti Lawrence Sperry, inventore dell'orizzonte artificiale:

U.S.A., ''Lawrence and Elmer Sperry, Aviation Pioneers'', (1985)

Sulla sinistra Lawrence Sperry con a fianco il padre, anch'egli noto inventore

Micronesia, ''Pioneers of Flight'', (1993) - anche al seguente link

Lawrence Sperry con sullo sfondo un Aerial Torpedo della Curtiss della WW1

Step 17 - I brevetti

 Il primo brevetto pubblicato per conto della Sperry Gyroscope Company che fa riferimento ad uno strumento come l'orizzonte artificiale di tipo giroscopico fu pubblicato il 23 novembre 1931 sotto il nome:

 ''Improvements relating to navigational instruments for aircraft''

anche consultabile su Google Patents

Come si legge nella descrizione del brevetto stesso: ''Un singolo elemento indicatore è collegato operativamente mediante mezzi come ingranaggi o un collegamento a un giroscopio montato universalmente e indica l'assetto di un aereo attorno agli assi sia trasversale che longitudinale mediante la sua posizione rispetto a un elemento fissato all'aereo.'', perciò si fa chiaramente riferimento ad un orizzonte artificiale di tipo giroscopico.

Nel brevetto pubblicato il 15 giugno 1933 sempre dalla Sperry Gyroscope Company troviamo un'importante implementazione all'interno dello strumento, in particolare per quanto concerne l'apparato giroscopico.

Il brevetto: ''Improvements relating to gyroscopic apparatus''

anche consultabile su Google Patents

Come si apprende dalla specifica del brevetto si tratta di una miglioria che prevede un meccanismo erettivo che fornisca un momento tale da contrapporsi direttamente all' inclinazione del giroscopio e senza causarne oscillazioni lungo la relativa inclinazione.

L'inclinazione dell'asse di un giroscopio è dovuta a un errore di precessione apparente, secondo cui la forza d'inerzia, dovuta alla rotazione terrestre e alla traiettoria del velivolo, tende a far discostare la verticale del giroscopio dalla verticale reale della forza di gravità.

Tale meccanismo erettivo consta di un momento erettivo, come già detto, generato da getti d'aria opposti.

Del 28 aprile 1936 è invece il brevetto, pubblicato anch'esso da parte della Sperry Gyroscope Company, che fa riferimento agli inventori Preston Bassett e Elmer Ambrose Sperry Jr, figlio del noto inventore Elmer Ambrose Sperry Sr..

In tale brevetto vengono apportate alcune importanti modifiche ai precedenti modelli di orizzonti artificiali.

Il brevetto in questione è il seguente: Attitude indicator for aircraft, 

anche consultabile su Google Patents

Come si legge nella descrizione del brevetto, i dispositivi proposti precedentemente avevano il difetto che le indicazioni dovevano essere in qualche modo interpretate dal pilota.

Obiettivo di tale invenzione era perciò quello di fare in modo che le indicazioni dello strumento non dovessero essere convertite nella mente nel pilota in termini della sua normale reazione in una situazione di volo con con piena visibilità.

Nei modelli precedenti era infatti la linea dell'orizzonte l'elemento mobile dello strumento e simulava i reali movimenti del vero orizzonte sia per quanto riguardava il rollio che per il beccheggio; nel modello presentato in questo brevetto era invece l'indicatore dell'aereo l'elemento mobile dello strumento, che simulava quindi i movimenti della porzione anteriore dell'aereo come osservati dal sedile del pilota, rendendo le indicazioni molto più intuitive.

Step 16 - Anatomie

 Diamo un occhio più da vicino all'orizzonte artificiale analizzando alcune viste esplose o interne dello strumento: 

Sul Manuale d'istruzioni del Girorizzonte Sperry troviamo le seguenti immagini:

Sul Manuale d'istruzioni dei girorizzonti Sperry, modelli AN5736 troviamo la seguente sezione aperta dello strumento:

Un'immagine fisica dell'oggetto al suo interno:

Parti interne di un orizzonte artificiale a vuoto

Orizzonte artificiale RC Allen 26AK-2

Infine sul post inerente allo step 5 è possibile trovare ulteriori informazioni riguardanti le parti interne di un orizzonte artificiale.

Step 15 - I numeri

L'orizzonte artificiale e i numeri

± 10° - ± 20° - ± 30° - ± 45° - ± 60° - ± 90° : misure in gradi dell'angolo di virata dell'aereo;

± 10° - ± 20° : misure in gradi dell'angolo di beccheggio;

± 85°:  l'angolo di rollio massimo rappresentabile in alcuni orizzonti artificiali più vecchi essendovi posti dei fermi al fine di evitare il blocco cardanico del giroscopio;

15000: giri/min che una pompa a vuoto riesce a impartire al disco del rotore in un orizzonte artificiale di tipo pneumatico;

115 V & 400 Hz: tensione e frequenza a cui opera il giroscopio in un orizzonte artificiale di tipo elettrico;

4.5 "Hg - 5.5 "Hg: vuoto o pressione necessaria in genere nei sistemi giroscopici a vuoto o a pressione;

2 - 3: minuti necessari al giroscopio per stabilizzarsi ed essere in posizione eretta;

1916: anno dell'invenzione dello strumento da parte di Lawrence Sperry;

1929: anno in cui l'aviatore Jimmy Doolittle fece il primo volo strumentale (cioè utilizzando unicamente gli strumenti, senza vista al di fuori dell'abitacolo) dal decollo all'atterraggio utilizzando, tra gli altri strumenti, un orizzonte artificiale Sperry.

Fonti:

Wikipedia

PilotFriend

Altervista

Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge, Capitolo 8

MidContinent

Step 14 - La tassonomia

 Inseriamo l'orizzonte artificiale all'interno di un albero tassonomico:

Step 13 - La pubblicità

L'orizzonte artificiale nella pubblicità:

É difficile distinguere chiaramente lo strumento nelle seguenti immagini, tuttavia è sicuramente presente in quanto elemento essenziale della strumentazione di bordo di ogni aereo.

Alcuni esempi:

Copertina della rivista Practical Mechanics, 1939

Cockpits Book Plate , 1950s

Pubblicità Rivista Gruen, 1940s

Pubblicità Rivista Piper, 1940s

Pubblicità Convair e General Dynamics, 1950s

Step 12 - Nel cinema

Essendo un elemento fondamentale della strumentazione di bordo di un velivolo, l'orizzonte artificiale appare spesso in scene di film  aventi a che fare con aerei.

Di seguito alcuni esempi:

In alto a sinistra un vecchio modello di orizzonte artificiale risalente alla seconda guerra mondiale, 
Dunkirk - min. 0:22

Riconosciamo i caratteristici colori (blu e marrone) di un orizzonte artificiale, 7500 - min. 0:07

Primo piano su un orizzonte artificiale, Flight - min. 4:52

Coperto parzialmente dalla cloche individuiamo l'orizzonte artificiale, 
Left Behind - La Profezia - min. 1:09

Sulla destra di fronte al copilota è possibile intravedere un orizzonte artificiale,  Sully - min. 0:30

Step 11 - I costruttori

 Principali case di produzione di orizzonti artificiali:

- Astronautics Corporation of America, fondata nel 1959 nel Wisconsin;

- Aviation Industry Corporation of China (AVIC), fondata nel 2008 a Pechino;

- Garmin, gruppo di compagnie fondato nel 1989 con sede in Kansas;

- Sandel Avionics, fondata in California nel 1998;

- TruTrak Flight Systems, fondata nel 1999 e con sede in Arkansas;

- Century Flight Systems, fondata nel 1983 e con sede in Texas;

- BendixKing, nata nel 1983 dalla fusione di Bendix Corporation e King Radio;

- Mid-Continent, fondata nel 1964, con sedi in Kansas e California;

- Kelly Manufacturing Company, fondata nel 1932 nel Michigan;

- Sigma-Tek, fondata nel 1983;

- Digifly, fondata nel 1989 con sede a Bologna;

- Flybox Avionics, azienda italiana che opera nel settore dal 1982;

- M.A.V. Avionics srl, anch'essa italiana, fondata nel 2007.