Il Variometro (Vertical Speed Indicator) è lo strumento che misura la velocità verticale dell’aereo in centinaia di piedi al minuto. Più correttamente, misura il rateo di salita o di discesa, misurando il rateo di variazione della pressione statica che si verifica all’interno della capsula.
La capsula, contenuta nella cassa a tenuta stagna dello strumento, è in collegamento con l’esterno attraverso la presa statica, e comunica con la cassa dello strumento attraverso un foro di diametro capillare.
La capsula è inoltre collegata all’indice dello strumento da un’opportuna combinazione di leve ed ingranaggi, i quali, oltre a trasformare il moto rettilineo di contrazione e dilatazione della capsula in moto rotatorio dell’indice, lo amplificano anche convenientemente.
Quando l’aereo è al suolo, o quando vola a quota costante, la pressione esistente all’interno della capsula è la pressione atmosferica esterna portata dalla presa statica, ed è pari a quella esistente nella cassa dello strumento, vale a dire all’esterno della capsula, essendosi le due pressioni equilibrate attraverso il foro capillare.
La capsula è perciò in posizione di riposo, e l’indice dello strumento segna zero.
Non appena l’aereo comincia, per esempio, a salire, la pressione statica all’interno della capsula diminuisce istantaneamente, essendo in comunicazione con l’ambiente esterno attraverso la presa statica, mentre la pressione all’esterno della capsula diminuisce pure, ma con un rateo molto più lento a causa della piccola sezione dell’apertura capillare.
In conseguenza di questo fenomeno la pressione all’esterno della capsula mantiene un valore maggiore di quello interno finchè dura la salita.
E’ evidente che la differenza di pressione è tanto maggiore quanto maggiore è la velocità ascensionale che la provoca, e quindi sarà altrettanto maggiore la compressione della capsula, con conseguente scostamento dell’indice dalla posizione zero verso la direzione di salita (UP).
L’inverso avviene quando la quota cambia in diminuzione.
In questo caso la pressione maggiore si viene a trovare all’interno della capsula, che perciò si dilata, e quindi fa deflettere l’indice verso il basso (DOWN) in modo proporzionale alla velocità di discesa.
La differenza di pressione che si viene a creare fra l’interno e l’esterno della capsula in conseguenza di una salita o di una discesa, sempre a causa della sezione ridotta del foro capillare, impiega da 6 a 9 secondi circa per annullarsi una volta che la salita o la discesa sono cessate; lo stesso tempo impiega perciò anche l’indice dello strumento per portarsi sullo zero.
Questo spiega perchè lo strumento, dopo una salita o una discesa, segna ancora un valore a salire o a scendere, quando invece l’aereo è già livellato da alcuni secondi, e spiega anche perchè, quando si passa da una salita ad una discesa (o viceversa) senza soluzione di continuità, lo strumento segna ancora a salire (o a scendere), mentre l’aereo sta già scendendo (o salendo).
Le indicazioni del variometro sono perciò attendibili solo dopo alcuni secondi dopo che la velocità di salita o discesa si è stabilizzata, ovvero in condizioni di regime e non di transitorio.
Di conseguenza il variometro non deve essere usato come strumento primario per livellare l’aereo o per impostare salite o discese (funzione che spetta all’orizzonte artificiale in qualità di indicatore di assetto), perchè il risultato inevitabile sarebbe una serie di sgradevoli ed inutili beccheggi dell’aereo.
Per contro il variometro è prontissimo, e perciò prezioso, come indicatore di tendenza.
Quando, per esempio, l’aereo è livellato, ogni minima tendenza a salire o a scendere è immediatamente segnalata dallo strumento, prima ancora che l’altimetro o l’anemometro la possa avvertire.
E lo stesso avviene durante le salite e le discese a rateo costante, quando il variometro segna immediatamente ogni minima tendenza dell’aereo a salire o a scendere più o meno del dovuto.
