LE COMUNICAZIONI AERONAUTICHE

Una delle attività più affascinanti e largamente diffusa nella comunità radioamatoriale è il radioascolto. Molti di noi sono stati SWL prima che OM, e lo sono tutt’ora. Spesso, durante il radioascolto, ci si imbatte in quelle che sono trasmissioni radio ben al di fuori della gamma radioamatoriale, tra le quali quelle aeronautiche. Mi permetto di dire in merito che non sempre è lecito l’ascolto. Le normative parlano chiaro o quasi.

Quando mi inserisco in dei QSO, appena dato il mio nominativo che viene prontamente cercato su QRZ.com, i corrispondenti mi chiedono delle informazioni in merito al mondo aeronautico, avendo letto la mia professione.

Domande del tipo: dove posso ascoltare qualcosa di interessante? Ma parlate sempre in inglese, anche in spazio aereo italiano, perché? Non sento il traffico NAT in HF come mai? Che cos’è il SELCAL? Se non conoscete il codice Morse come fate a decodificare l’ID della radioassistenza VOR o NDB o di un ILS? Ora con il GPS avete sempre posizioni più precise? Oppure domande “imbarazzanti”, a tema con il triste momento storico che stiamo vivendo, del tipo: se avete una bomba a bordo od un terrorista come vi comportate o cosa dite per radio? Insomma, le più svariate domande frutto della curiosità innata dell’uomo che vuole apprendere nozioni sempre nuove, soprattutto in materie molto settoriali e specialistiche.

A certe domande puramente tecniche, legate alla nostra comune passione della radio, rispondo molto volentieri. Ad altre sono costretto al silenzio in quanto le procedure disposte dalla casa costruttrice e, successivamente, all’atto dell’acquisizione, adottate ed adattate dall’operatore della macchina (compagnia aerea proprietaria o persona fisica), circa l’hijacking (dirottamento) o la bomba a bordo, non sono divulgabili, per ovvie ragioni, soprattutto in etere.

Spesso e volentieri, noto che fra i corrispondenti radioamatori vi è una conoscenza di base su certi argomenti, tutto sommato corretta ma contenente molti errori sostanziali, frutto di un’intensa attività di radioascolto delle bande aeronautiche ma condizionata alla lettura di informazioni forvianti, mal spiegate ovvero totalmente errate, scritte su siti web o blogs di quart’ordine, magari da persone inesperte che non hanno mai sostenuto corsi ovvero un addestramento secondo gli standards dettati da ENAC (l’autorità aeronautica italiana) a loro volta mutuati da EASA, l’autorità europea dell’aviazione civile.

Da qui è nata, precisamente ieri sera, in quanto reduce di un altro QSO di questo tipo, la mia idea di scrivere questo, sicuramente tedioso, articolo in cui cercherò di spiegare in maniera semplificata alcune cose riservate all’aviazione civile non protette da segreto e, soprattutto, secondo quanto scritto nei “sacri testi”, termine amichevole che noi piloti utilizziamo, con affetto e rispetto, per indicare i manuali di addestramento.

In premessa, vi è da dire che gli standards di comunicazione dell’aeronautica civile, sono stati raccomandati dall’ICAO (International Civil Aviation Organization) fin dalla sua costituzione nel 1944 con la Convenzione di Chicago, in Illinois USA e subito applicate dagli Stati membri contraenti. Ci tengo a precisare che l’alfabeto fonetico che viene utilizzato anche da noi radioamatori, non è assolutamente quello che erroneamente chiamiamo NATO, bensì quello ICAO.-

Le stazioni radio (in volo e a terra) trasmettono, in banda VHF in AM (tralascio volontariamente le altre bande), su una fetta di frequenze strettamente riservate al servizio aeronautico, comune in tutto il mondo.- Questa fetta va da 108.00 MHz a 136.00 MHz ed è suddivisa in due macro gruppi: da 108 MHz a 118 MHz (parte riservata ai servizi di radionavigazione come VOR (cui prima cifra decimale della frequenza è pari), ILS (cui la prima cifra decimale della frequenza è dispari) ecc…) e da 118 MHz a 136 MHz (riservata ai servizi di comunicazione in voce).

Spesso ci capita di ascoltare le comunicazioni aeronautiche T.B.T (Terra Bordo Terra) in cui vengono dette molte cose, spesso non comprensibili da parte di coloro che non hanno studiato a fondo questa materia.

Innanzitutto da 118 a 136 Mhz la spaziatura del canale è di 25 KHz, che ormai sta andando in lento ma progressivo disuso, e progressivamente sostituita con la spaziatura 8.33 KHz (capirete sicuramente perché!). Basti solo pensare che quando si vola in spazio RVSM (Reduced Vertical Separation Minima), al di sopra di FL290 (29000 piedi di altitudine, letti su altimetri settati sull’isobara standard), è fatto d’obbligo avere apparati radio a spaziatura 8.33KHz, pena il divieto di volare in questo spazio aereo ovvero la mancata accettazione del piano di volo.

Per iniziare a fare radioascolto su questa banda occorre, in via preliminare, studiare e comprendere le abbreviazioni e le terminologie utilizzate. In aeronautica sono molto diffuse e spesso, come il codice Q, queste parole/acronimi contengono molte informazioni e, addirittura istruzioni e regolamenti. Sono facilmente reperibili su internet in tanti web sites. Io personalmente suggerisco di utilizzare i siti ufficiali, dove si possono scaricare i documenti ufficiali e gratuiti, contenenti questi acronimi (i siti suggeriti sono quelli di ICAO, ENAC, EASA, CAA, ecc…). Non sto a trascriverli perché sono tantissimi anche se facilmente reperibili.

Una volta che si sono assimilati questi acronimi e soprattutto le nozioni di base del traffico aereo, si può iniziare a fare radioascolto. Suggerisco di sintonizzarsi inizialmente su frequenze asservite a servizi aeronautici di spazi aerei non molto trafficati. Se si ha subito la pretesa di ascoltare le aeree terminali di aeroporti congestionati (es. Malpensa o Fiumicino) nelle ore di maggior traffico, si corre il rischio di non capire niente. In questi casi, le comunicazioni radio sono molto veloci e concise, in quanto è fatto d’obbligo per il pilota ripetere, per intero, l’istruzione ricevuta dall’ente ATS (Air Traffic Service) usando, nel contempo, la cortesia di occupare la frequenza il minor tempo possibile.

Vi sono due macro gruppi di comunicazioni T.B.T. aeronautiche: quelle per il traffico VFR (Visual Flight Rules ossia per il volo a vista) e quelle per il traffico IFR (Instrument Flight Rules ossia per il volo strumentale).- La prima piena di messaggi, spesso in lingua madre, circa riporti di posizioni, stimati di sorvolo e la seconda, spesso in lingua inglese, contiene istruzioni circa la procedura di partenza (SID – Standard Instrument Departure), la salita iniziale, il livello di volo finale, magari qualche prua in rotta per evitare nubi temporalesche o altro, discesa, procedura di arrivo (STAR – Standard Arrival) e procedura di avvicinamento strumentale verso la destinazione finale.

Perché si utilizza l’inglese? Semplice! Tutti devono fare capire a tutti le proprie intenzioni e soprattutto devono capire le intenzioni degli altri. La lingua più diffusa al mondo, vuoi per la sua semplicità vuoi per ragioni storiche, è appunto l’inglese. Chi vola in IFR (che necessariamente non sono solo i piloti di linea), oltre ad avere conseguito l’abilitazione strumentale, con esami teorico e pratico finali, ogni quattro anni minimo deve sostenere un esame in inglese, presso un centro certificato, appunto per verificare la sua conoscenza della lingua.

Spesso e volentieri chi fa radioascolto aeronautico e che è dotato di RX o RTX in gamma HF, gli piace ascoltare il traffico NAT. Il fascino delle HF è proprio questo! Ascoltare stazioni più distanti possibile! Forse è il divertimento principale di noi radioamatori!

Ma cosa sono queste benedette NAT, che tanto vogliamo ascoltare per seguire gli aerei che si muovono in esse?

Le NAT (North Atlantic Tracks) sono rotte aeree transatlantiche che collegano l'Europa nord-occidentale al Nord America orientale, disegnate giornalmente in base alle condizioni metereologiche ed alla domanda di traffico commerciale. Lo spazio aereo superiore sopra l'Oceano Atlantico settentrionale (North Atlantic High Level Airspace - NAT HLA) è il più congestionato spazio aereo oceanico del mondo. Nella maggior parte di questo settore, le comunicazioni terra-bordo-terra tra pilota e controllore di volo e la sorveglianza del Controllo del Traffico Aereo non sono disponibili. La separazione tra gli aeromobili dipende quindi strettamente dall'accuratezza e dalle prestazioni dei sistemi di navigazione verticale ed orizzontale e dall'osservanza delle procedure operative.

La maggioranza dei voli nord-atlantici viene effettuata da aerei a getto commerciali tra le quote di 29.000 e 41.000 piedi. Per assicurare un'adeguata capacità di traffico e per garantire una separazione verticale sicura, nello spazio aereo sono applicate le minime di separazione verticale ridotte (Reduced Vertical Separation Minima).

Il traffico aereo del Nord Atlantico viene distribuito in due flussi alternati principali: un flusso verso occidente, originante la mattina dall'Europa e un flusso verso oriente, originante la sera dal Nord America. L'effetto di questi flussi è concentrare la maggior parte del traffico verso una sola direzione, con picchi verso occidente che attraversano il 30°W tra le 11:30  e le 19:00 UTC e picchi verso oriente che attraversano il 30°W tra le 01:00 UTC e le 08:00 UTC. Per fornire il miglior servizio al più alto numero di traffico commerciale, viene disegnato un sistema di rotte organizzate per garantire al maggior numero di voli possibile di pianificare le loro rotte di minor tempo o consumo e il loro profilo verticale ottimale. Quindi è necessario creare un sistema di rotte organizzate per ogni flusso. Questa struttura è pubblicata giornalmente. Una volta disegnate le rotte appartenenti all'OTS, viene inviato un messaggio a tutti i destinatari interessati contenente tutti i dettagli attraverso la rete AFTN. Viene inviato un messaggio per ogni flusso. Quello della mattina è solitamente inviato verso le 22:00 UTC, mentre quello serale alle 14:00 UTC. Ogni rotta, identificata con una lettera dell'alfabeto, dalla lettera A a scendere a partire dalla rotta occidentale più settentrionale e dalla lettera Z a salire a partire dalla rotta orientale più meridionale, viene descritta punto per punto, attraverso punti di riporto aeronautici (waypoints) o coordinate geografiche e vengono inoltre assegnati i livelli di volo disponibili. Per evitare errori di comprensione, ogni messaggio è identificato da un numero, detto TMI (Track Message Identification). Per esempio, il messaggio pubblicato il 1 gennaio sarà identificato dalla sigla TMI001, mentre quello dell'ultimo giorno dell'anno TMI365.

Quindi ora è facilmente intuibile il motivo per il quale spesso, gli SWL non ascoltano il traffico NAT. Semplice! Quasi sempre si ascolta fuori orario!

Ed il SELCAL? Cos’è? Il SELCAL è un sistema radio selettivo di chiamata che può allertare l'equipaggio di un aeromobile che una stazione radio terra desidera comunicare con lui. Il SELCAL utilizza un codificatore e un trasmettitore radio terrestre per trasmettere un segnale audio che viene prelevato da un ricevitore e un decodificatore radio su un aeromobile. L'uso di SELCAL permette all’equipaggio dell’aeroplano di essere avvisato circa comunicazioni in arrivo anche quando la radio del velivolo è stata silenziata. Così, i membri dell'equipaggio non hanno bisogno di dedicare la loro attenzione per l'ascolto radio continuo.

Il SELCAL opera in HF o VHF nelle bande di frequenza utilizzate per le comunicazioni aeronautiche.  Le HF hanno spesso elevati livelli di rumore di fondo e può essere difficile e faticoso per i piloti ascoltarle per lunghi periodi di tempo. Quindi, è pratica comune per  gli equipaggi mantenere il volume basso della radio se non vi è un’immediata necessità di utilizzo della stessa. Una notifica SELCAL attiva un segnale per l'equipaggio che lo avvisa che sta per ricevere una trasmissione di voce, in modo che abbia il tempo per aumentare il volume.

Ciascun aeromobile ha un proprio codice SELCAL assegnato. Per avviare una trasmissione SELCAL, l’operatore radio della stazione a terra inserisce il codice SELCAL dell’aeromobile da contattare in un encoder SELCAL. Il codificatore converte il codice di quattro lettere in quattro toni audio designati. Il trasmettitore dell'operatore radio trasmette poi i toni audio sulla frequenza della società del velivolo in sequenza: il primo paio di toni vengono trasmessi simultaneamente, della durata di circa un secondo; un silenzio di circa 0,2 secondi seguito dalla seconda coppia di toni, della durata di circa un secondo.

Il codice viene ricevuto da qualsiasi ricevitore aereo sintonizzato sulla frequenza radio su cui viene trasmesso il codice SELCAL. Il decoder SELCAL è connesso al ricevitore radio di ogni aereo. Quando il decoder SELCAL su un aeromobile riceve un segnale contenente il proprio codice SELCAL assegnato, avvisa l'equipaggio dell'aereo suonando un campanello, attivando una luce, o entrambi.

Il codice è assegnato al proprietario-operatore dell'aeromobile e non al velivolo stesso; Se un aereo viene venduto, i nuovi proprietari-operatori devono richiedere un nuovo codice.

Il codice è una sequenza di quattro lettere, due serie di due lettere ciascuno (per esempio, AB-CD). Le lettere sono scelte da un sottoinsieme di caratteri latini compresi da A a S, esclusi I, N e O. Le lettere all'interno di una data coppia sono scritte o trasmesse in ordine alfabetico. Un determinata lettera può essere utilizzato solo una volta in un codice SELCAL; lettere non possono essere ripetute (ad esempio, AB-CD è ammissibile, ma AA-BC e AB-BC non sono).

Ciascuna lettera indica una frequenza specifica tono audio.

Un’altra domanda che spesso mi pongono i radioamatori con cui parlo è la decodifica dell’ID delle radioassistenze di navigazione. Se i piloti non conoscono il codice Morse come fanno a decodificare l’ID?

Ormai è noto che ciascuna radioassistenza trasmette, a cadenza precisa e stabilità dalla regolamentazione aeronautica internazionale, il proprio ID composto da tre caratteri alfabetici in codice Morse (l’ID del VOR di Voghera, vicino a casa mia, è VOG).

Quindi quando si vola su aeroplani con strumentazione datata e soprattutto analogica è fatto d’obbligo, per ragioni di sicurezza e accuratezza, identificare attraverso la radio l’ID in Morse della stazione di radionavigazione. Abbiamo già tanto da studiare a terra e soprattutto da fare a bordo! Mica si può pretendere che dobbiamo imparare anche questo, a mio avviso, meraviglioso codice!

In questo caso ci vengono molto di aiuto, come sempre, le cartine aeronautiche. Vicino a ciascuna radioassistenza vi è un box in cui, al suo interno, vi sono scritti: la frequenza, l’ID e la sua traduzione in codice Morse.

Ma a bordo di aeroplani commerciali, che viaggiano a più di 900 Km/h, magari anche per diverse ore al giorno (non dimentichiamo che in base ai daily flight duty periods il pilota può fare fino a 13 ore di servizio giornaliere), la tecnologia viene in aiuto ai piloti. Vi è sempre la possibilità di identificare la radioassistenza con il metodo detto prima, ma in condizioni normali e con pannelli strumenti tipo quello sotto riportato (Navigation Display dell’Airbus A320, prendo in esempio questa macchina perché è quella su cui sono addestrato), si può chiaramente notare che l’identificazione della stazione è automatica e, istantaneamente, compare sul display il suo ID scritto e la distanza in NM (Nautical Miles) da esso.

Anzi, dirò di più! Sull’Airbus non occorre neppure sintonizzarle sulla radio! E’ l’FMGC (Flight Management and Guidance Computer) che, avendo al suo interno un database ,chiamato Navigation Database, con tutti i Waypoint, Aerovie e NavAids del mondo (aggiornati ogni 28 giorni), in base alla posizione della macchina, automaticamente sintonizza le radioassistenze VOR utili per la navigazione che si sta seguendo, qualora non ne venissero sintonizzate altre manualmente. Alla fine se questa macchina costa circa 100 milioni di euro (nuova chiavi in mano!) qualche tecnologia deve pure averla!

Circa l’ultima domanda che mi pongono spesso, ovvero quella del famigerato GPS, devo dire che ha migliorato molto la precisione e l’accuratezza della navigazione, ma non è ancora classificato, in aviazione civile, come sistema primario di posizione. Esso è interfacciato al sistema primario di posizione e navigazione: le piattaforme inerziali. Premetto che non voglio scendere nel descrivere il sistema GPS e la sua costellazione di satelliti perché sarebbe riduttivo, quasi alla stregua di una mancanza di rispetto nei confronti di noi radioamatori, che di satelliti ne mastichiamo, chi più chi meno.

Le piattaforme inerziali…che bei ricordi! Ricordi ora belli ma frutto di tristi momenti! Quando, all’ora 18enne, piangevo e sbattevo la testa contro il muro per cercare di capire il loro principio di funzionamento e le integrazioni matematiche di calcolo di posizione che fanno per fare navigare l’aeroplano nella maniera più precisa possibile. Praticamente ti permettono di andare in tutto il mondo anche in mancanza di radioassistenze a terra, con un errore di posizione minimo ma variabile a seconda delle latitudini.

I sistemi di navigazione inerziale vennero originariamente sviluppati per la guida dei razzi. Il pioniere della missilistica americano Robert Goddard sperimentò con sistemi giroscopici rudimentali. I sistemi del dottor Goddard si rivelarono di grande interesse ai contemporanei pionieri tedeschi incluso il dottor Werner von Braun. Il sistema entrò più diffusamente nell'uso con l'avvento dei veicoli spaziali, missili guidati, e delle linee aeree commerciali. Nel settore dell’aviazione civile le INS vennero installate sulle macchine negli anni 60-70. L’Alitalia, è stata una delle prime compagnie aeree al mondo, e forse la prima in Europa, ad avere installato, a bordo dei Boeing 747-100, le piattaforme inerziali. Addirittura ha finanziato le case costruttrici, con ingenti quantitativi di denaro, per agevolarne lo sviluppo e la certificazione.

Un esempio famoso di sistema INS per velivoli commerciali fu il sistema Delco Carousel, che forniva una parziale automatizzazione della navigazione nei giorni che precedettero la comune utilizzazione dei sistemi di gestione del volo. Il Carousel permetteva al pilota di entrare in una serie di punti di riferimento, e poi di guidare il velivolo da un punto all'altro usando un sistema di navigazione inerziale per stabilirne la posizione. Alcuni velivoli erano equipaggiati con due sistemi Carousel per ragioni di sicurezza. Sono  in pratica i primordi di quella che operativamente si chiama navigazione d’area.

La piattaforma inerziale (Inertial Navigation System) è un ausilio alla navigazione di un aeromobile composto da computer e sensori, in particolare giroscopi e accelerometri, al fine di stimare la posizione, la velocità, le accelerazioni e l'orientamento dell'aeromobile senza la necessità di riferimenti esterni.

Un sistema di navigazione inerziale include almeno un calcolatore ed una piattaforma o modulo che contiene degli accelerometri, dei giroscopi, od altri dispositivi sensibili al moto. Il sistema è inizialmente fornito della sua velocità e posizione da un'altra sorgente (un operatore, un ricevitore satellitare GPS, etc.), e dopo di ciò calcola la sua posizione aggiornata e velocità integrando le informazioni che ha ricevuto dai sensori di moto. Il vantaggio di un sistema inerziale è quello di non necessitare di riferimenti esterni per determinare la sua posizione, il suo orientamento, o la sua velocità una volta che sia stato avviato.

Un sistema inerziale può rivelare una variazione della sua posizione geografica (per esempio, uno spostamento verso il nord o verso l'est), una variazione della sua velocità (velocità, orientamento e verso del moto), e una variazione del suo orientamento (rotazione attorno ad un asse). Ciò è eseguito misurando le accelerazioni lineari ed angolari impresse al sistema. Poiché non sono richiesti riferimenti esterni (dopo l'approntamento), il sistema è immune da false trasmissioni e dal disturbo elettronico intenzionale.

Allineando le piattaforme inerziali verso il Nord Vero, durante la fase di preparazione del Cockpit, prima dell’imbarco e dell’avviamento, tassativamente con aeroplano fermo ed immobile, ed inserendo le coordinate geografiche dell’attuale posizione della macchina, nell’opportuno computer gestionale, si può avere una posizione, una direzione di movimento ed i valori di assetto delle tre assi macchina con errori pressoché minimi.

Qui sopra si possono osservare i computer di gestione, il primo in alto a bordo di macchine “antiche” (747-100, DC8, Concorde) la seconda a bordo dei cosiddetti aeroplani di nuova generazione (B737NG B744, Airbus dal A318 in poi,  ecc..).- Anche se il GPS non è certificato come sistema primario di navigazione, su aeroplani di nuova generazione , è strettamente connesso ai sistemi inerziali. La combinazione dei due sistemi, ad esempio sull’Airbus, da un grado di accuratezza elevato, denominato HIGH ACCURACY, che permette di effettuare certe procedure di avvicinamento strumentale a bassa visibilità (sto parlando di visibilità zero!) cui in mancanza di uno di questi due sistemi (GPS o la perdita di una delle tre ADIRS ossia le piattaforme a bordo dell’Airbus) non è possibile fare con il conseguente declassamento della macchina a procedure che richiedono visibilità maggiore.

Circa le altre domande “imbarazzanti”, mi riservo di non rispondere, per i motivi che ho detto sopra.

Ora che siamo arrivati alla fine, avrete sicuramente notato che il contenuto dell’articolo non è fedele al titolo. Sicuramente vi aspettavate di trovare numerose tabelle su cui leggere frequenze, orari e modi di emissione per agevolarvi la caccia del radioascolto aeronautico. Beh…per questo c’è internet che è ricco di queste notizie di questo genere.

Io ho voluto, sperando di fare cosa gradita ai lettori, cercare di indirizzare coloro che praticano o che praticheranno questo tipo di radioascolto a dare delle indicazioni su come acquisire quella cultura aeronautica di base, per rendere più piacevole e facile questa specifica attività radioamatoriale.

Penso di avere detto tutto, circa le domande a me poste più frequentemente, e sicuramente di avervi annoiato! Purtroppo, pur avendo il diploma di maturità classica, non ho il dono della sintesi!