Voli transatlantici: jet stream, rotte e navigazione oceanica
Un volo dall’Europa al Nord America dura 7-9 ore in un senso e circa 8-11 nell’altro. La differenza dipende dalla corrente a getto, di cui parleremo più avanti. Il percorso sembra lineare sullo schermetto del poggiatesta, ma la traiettoria reale dell’aereo è tutt’altra cosa – e cambia ogni giorno.
Perché la rotta non è dritta
Su una mappa piatta sembra logico volare in orizzontale – da Londra a New York seguendo la stessa latitudine. In realtà la distanza più breve tra due punti su una sfera è un arco di cerchio massimo. Questo arco passa più a nord rispetto a quanto appaia sulla classica proiezione di Mercatore, spesso in prossimità dell’Islanda o della Groenlandia.
Ma anche quell’arco è solo il punto di partenza. La rotta reale si costruisce tenendo conto del vento.
La corrente a getto e i track NAT
Alla quota di crociera – circa 10-12 km – soffia la corrente a getto. Si tratta di un flusso d’aria stretto, largo alcune centinaia di chilometri, che si sposta da ovest verso est a 100-300 km/h. Sfruttarla in volo verso l’Europa significa ridurre il tempo di percorrenza di un’ora e bruciare molto meno carburante. Volare controvento dall’Europa verso l’America significa perdere tempo e denaro.
È per questo che le rotte transatlantiche cambiano ogni giorno. Il sistema si chiama NAT HLA – North Atlantic High Level Airspace. Ogni giorno due centri di controllo – Shanwick e Gander – pubblicano congiuntamente un insieme di track, corridoi identificati da lettere dalla A alla Z. Le compagnie aeree scelgono il track più adatto in base alla direzione, all’orario di partenza e alle previsioni meteo.
Shanwick Oceanic Control è un organo congiunto di Irlanda e Regno Unito, fisicamente situato a Prestwick (Scozia). Il nome è un composto di Shannon e Prestwick – storicamente i due centri si dividevano le funzioni, poi sono stati unificati. Gestisce la parte orientale dell’Atlantico settentrionale.
Gander Oceanic Control è il centro canadese a Terranova e gestisce la parte occidentale. Gander era già un punto strategico di rifornimento dalla Seconda Guerra Mondiale, quando l’autonomia degli aerei non consentiva di attraversare l’Atlantico senza scalo.
Shanwick e Gander gestiscono i track NAT settentrionali, ma non sono gli unici centri sull’Atlantico. L’intero oceano è suddiviso tra cinque zone di responsabilità. Oltre ai due settentrionali, ve ne sono altri tre:
Reykjavik OACC – il centro islandese, gestisce lo spazio aereo sulla parte settentrionale dell’Atlantico e sul Mar di Groenlandia.
New York OACC – il centro americano sotto la gestione della FAA, gestisce la zona a est della costa degli Stati Uniti, a sud di Gander. Attraverso di esso passano le rotte dalla costa est degli USA e dai Caraibi verso l’Europa.
Santa Maria OACC – il centro portoghese nelle Azzorre, gestisce l’Atlantico centrale. Vi transitano le rotte dall’Europa verso il Sud America e l’Africa occidentale. Le Azzorre sono uno dei principali aeroporti di diversione per i voli transatlantici.
Tutti questi centri operano senza radar – sull’oceano semplicemente non esistono. Le posizioni degli aerei vengono trasmesse via radio in onde corte o via satellite, e l’equipaggio è tenuto a fare rapporto ogni 10-40 minuti.
I track occidentali (dall’Europa all’America) vengono pubblicati intorno alle 23:00 UTC, quelli orientali (viceversa) intorno alle 14:00 UTC. Coordinate e quote cambiano ogni volta. L’equipaggio conosce la rotta precisa solo poco prima del decollo.
Come funziona lo spazio aereo senza radar
Sull’Atlantico non esistono radar terrestri: il segnale non arriva. Fino alla metà degli anni 2010 il controllo del traffico aereo si basava esclusivamente sulle comunicazioni vocali dell’equipaggio in onde corte e su rigide regole di separazione – gli aerei mantenevano un intervallo minimo di 10 minuti sullo stesso track e 60 miglia nautiche di distanza laterale.
Dal periodo 2015-2020 la situazione è cambiata. La maggior parte degli aerei a lungo raggio è ora dotata del sistema ADS-B – trasmettono continuamente la propria posizione, ricevuta anche dai satelliti della rete Iridium. Questo ha permesso di ridurre gli intervalli e di gestire simultaneamente più aerei sull’oceano.
A che quota e velocità vola l’aereo
La quota di crociera è generalmente tra i 33.000 e i 41.000 piedi (10-12,5 km). La quota esatta dipende dal peso: un aereo pesante all’inizio del volo non riesce a raggiungere il livello massimo, ci arriverà più avanti, quando avrà consumato parte del carburante. Si chiama step climb – l’aereo sale per gradini man mano che si alleggerisce.
La velocità di crociera è di circa 900 km/h rispetto al suolo con vento favorevole, 800-850 senza. Il numero di Mach di riferimento per l’equipaggio è generalmente 0,84-0,85. Non è il massimo per l’aereo, ma la velocità economicamente ottimale.
Carburante e aeroporti di diversione
Un volo transatlantico è uno dei problemi più complessi dal punto di vista della pianificazione del carburante. L’aereo porta carburante per la rotta, più una riserva per la deviazione verso un aeroporto alternativo, più un margine per imprevisti. Al decollo un Boeing 777 o un Airbus A350 può pesare 100-120 tonnellate in più rispetto all’arrivo – solo per il carburante.
Gli aeroporti di diversione per i voli transatlantici sono un capitolo a parte. A metà oceano, i più vicini si trovano nelle Azzorre (Lajes), a Gander in Canada o a Reykjavik. Non è una scelta casuale: è parte del piano che viene elaborato prima della partenza – ed è proprio lì che gli aerei atterrano in caso di emergenza.
Gli aerei bimotore – Boeing 787, Airbus A350, A330 – attraversano l’Atlantico seguendo le regole ETOPS (Extended-range Twin-engine Operations). Si tratta di un’autorizzazione che stabilisce per quanti minuti l’aereo può trovarsi dall’aeroporto più vicino con un solo motore in funzione. La maggior parte degli aerei moderni ha ETOPS-180 o ETOPS-240 – ossia può raggiungere un aeroporto in 3-4 ore su un solo motore. Senza questa certificazione la rotta sarebbe impossibile.
Comunicazioni e navigazione sull’oceano
Sull’Atlantico non c’è copertura delle reti cellulari. Le comunicazioni aeronautiche avvengono tramite radio in onde corte (HF) e SATCOM – comunicazione via satellite. L’equipaggio riporta periodicamente posizione, quota e tempo previsto al prossimo punto – anche ora che esiste la trasmissione automatica delle coordinate tramite ADS-B.
La navigazione si basa sui sistemi di navigazione inerziale (IRS) e sul GPS. L’IRS non dipende da segnali esterni: calcola la posizione a partire dalle accelerazioni, dalla posizione iniziale rilevata prima del decollo. Il GPS corregge l’errore accumulato. Entrambe le fonti vengono usate contemporaneamente.
Internet per i passeggeri sui voli transatlantici funziona tramite satellite – più spesso Viasat o Inmarsat. La velocità è instabile, ma sufficiente per la messaggistica. Sulla parte centrale dell’oceano si possono verificare interruzioni di copertura da 30 a 60 minuti.
Perché l’andata e il ritorno sono due voli diversi
Da New York a Londra l’aereo vola in media 6,5-7,5 ore. Al ritorno 8-9,5 ore. A volte la differenza arriva a 2 ore sulla stessa rotta. Tutto dipende dalla corrente a getto: verso est spinge, verso ovest frena.
Nei casi estremi, quando la corrente a getto è particolarmente intensa, gli aerei diretti a ovest volano molto più a sud del solito – praticamente alla latitudine della Spagna e del Portogallo, aggirando il flusso. Si aggiunge distanza, ma si risparmiano tempo e carburante.
Perché la Terra è una sfera e la mappa sullo schermo è una proiezione piatta. La distanza più breve tra due punti su una sfera è un arco di cerchio massimo, che sulla proiezione di Mercatore appare incurvato verso l’alto. In realtà è proprio quello il percorso più diretto.
La rotta sulle alte latitudini è proprio il “dritto” – secondo l’arco di cerchio massimo. A ciò si aggiunge la posizione favorevole della corrente a getto. Non è un giro largo: è il percorso geometricamente più breve, con il vento a favore.
Prima del decollo l’equipaggio conosce già diversi aeroporti di diversione lungo la rotta. Di solito si tratta delle Azzorre (Portogallo), di Gander o Goose Bay in Canada, di Reykjavik in Islanda. Se necessario, l’aereo si dirige verso il più vicino – il tempo varia da 30 minuti a 2 ore a seconda del punto della rotta.
Il GPS sull’Atlantico funziona – i satelliti ci sono. Ma anche senza di esso, l’aereo utilizza i sistemi di navigazione inerziale (IRS), che calcolano la posizione in base ai movimenti e alle accelerazioni a partire dall’allineamento iniziale prima del decollo. In 7-8 ore di volo l’IRS accumula un piccolo errore, che il GPS corregge periodicamente.
La corrente a getto soffia da ovest verso est. Il volo dall’America all’Europa avviene con vento a favore di 150-300 km/h – l’aereo si sposta molto più velocemente rispetto al suolo. Il volo di ritorno va contro quel vento, da cui la differenza di 1-2 ore.
Nel punto più remoto dell’Atlantico, all’incirca a metà strada tra le Azzorre e Terranova, non c’è un’isola nel raggio di 1.500 chilometri in qualsiasi direzione. È l’unico tratto della rotta in cui la terra più vicina è più lontana che in qualsiasi altro punto del volo.