Il direzionale è lo strumento preposto a fornire indicazioni di prua più stabili e più facilmente leggibili di quelle offerte dalla bussola magnetica, ed è pertanto chiamato anche indicatore di prua.
La figura mostra la faccia anteriore dello strumento dove si trova un disco girevole graduato in 360 gradi, collegato al giroscopio tramite un’opportuna serie di ingranaggi.
Il disco è visibile dal posto di pilotaggio attraverso un vetro solidale con la cassa dello strumento, sul quale è disegnata la sagomina dell’aereo, il cui asse longitudinale costituisce la linea di fede in corrispondenza della quale vanno letti i valori i prua.
Mediante un pomello di regolazione a cui è applicato un pignoncino dentato (che ingrana con gli altri ingranaggi solo quando il pomello viene spinto in dentro), è possibile ruotare il giroscopio intorno al suo asse Z, e portarne il rotore a giacere in qualunque piano verticale.
Grazie al collegamento meccanico, a ogni movimento del giroscopio intorno all’asse Z corrisponde una rotazione di pari ampiezza del disco graduato.
Ciò implica che quando il disco graduato indica un valore di prua pari a quello indicato dalla bussola, il rotore del giroscopio si trova a giacere in un piano parallelo a quello in cui giacciono gli aghi magnetici della bussola stessa, e pertanto parallelo anche alla direzione del nord.
Da quel momento, perciò, il direzionale è in grado di sostituire la bussola, in quanto il suo rotore, grazie alla rigidità giroscopica, si mantiene costantemente in quel piano, e ogni variazione dell’orientamento dell’ asse longitudinale dell’ aereo viene indicata dal disco graduato con una rotazione di pari ampiezza angolare.
I vantaggi offerti dal direzionale rispetto alla bussola sono i seguenti:
- offre indicazioni che non sono soggette né agli errori di inclinazione, né alle oscillazioni indotte dalla turbolenza e dall’inerzia dell’equipaggio mobile della bussola di cui abbiamo già parlato. Ciò significa che il pilota vede il disco graduato del direzionale muoversi sotto la linea di fede solo quando l’orientamento dell’asse longitudinale dell’aereo cambia effettivamente rispetto alla direzione del nord;
- grazie all’inversione del moto ottenuta mediante la coppia di ingranaggi conici che collegano il giroscopio al disco graduato, il direzionale rende istintivo il senso delle virate offrendo valori di prua maggiori a destra della linea di fede e valori minori a sinistra, mentre la bussola costringe a virare verso valori minori per farli aumentare e verso valori maggiori per farli diminuire;
- offrendo costantemente alla vista tutto il cerchio dell’orizzonte (mentre la bussola consente di vederne solo poco più di un quarto per volta), il direzionale esime il pilota dalla necessità di eseguire calcoli mentali durante le manovre che richiedono variazioni di prua pronunciate come, per esempio, le inversioni.
Per contro il direzionale ha l’inconveniente di dare indicazioni che, a causa della precessione apparente e della deriva giroscopica, si discostano progressivamente da quelle della bussola.
I disallineamenti del direzionale devono essere corretti a intervalli di 15/20 minuti, mediante interventi manuali sul pomello di regolazione. Per farlo, il pilota deve portare il velivolo in volo rettilineo e livellato, quindi deve regolare il direzionale, tramite l’apposito pomello, in modo che dia la stessa indicazione della bussola magnetica.
Pigiando sul pomello si riporta l’asse di rotazione X del giroscopio in posizione orizzontale, eliminando così il capitombolamento prodotto dalla precessione verticale; mentre ruotando il pomello nella direzione appropriata in riferimento alle indicazioni della bussola, si riporta l’asse Y in allineamento con la direzione nord-sud, eliminando così la deriva prodotta della precessione orizzontale e dalla deriva giroscopica.
In campo aeronautico, alcuni direzionali hanno un sistema che solleva il pilota dalla correzione dell’errore provocato dalla precessione, nondimeno è sempre bene che il pilota, periodicamente, verifichi l’esatto allineamento con la bussola magnetica.
