In una notte d'inverno del febbraio 2009, Il volo Colgan Air 3407 si è schiantato appena fuori Buffalo, N.Y., uccidendo tutti i 49 passeggeri e membri dell'equipaggio a bordo e una persona a terra. Un'indagine del National Transportation Safety Board ha stabilito che l'aereo a turboelica ha subito molti fattori che hanno contribuito allo schianto, compreso uno stallo aerodinamico da cui l'aereo non poteva riprendersi.

"Nella maggior parte dei casi, molte cose vanno storte prima che un aereo si schianti davvero, "dice Peter Grant, professore associato presso l'Istituto di studi aerospaziali dell'Università di Toronto (UTIAS) e uno dei principali esperti di simulazione di volo. "Parte della sfida è che i piloti sono spesso addestrati su simulazioni che portano un aereo fino al punto di stallo aerodinamico, ma non oltre".

Per aiutare a migliorare l'addestramento dei piloti, in particolare per quanto riguarda il riconoscimento degli stalli e le manovre al di fuori di essi, Grant e il suo team di ricerca della Facoltà di Scienze Applicate e Ingegneria hanno progettato una nuova metodologia che può essere utilizzata per creare nuove simulazioni.

Lo stallo aerodinamico si verifica quando il flusso d'aria che scorre sulle ali di un aereo si separa dalla curva dell'ala e non genera più portanza sufficiente per contrastare il peso dell'aereo. Ciò è causato dal raggiungimento di un angolo di attacco troppo ripido, quando il muso dell'aereo punta troppo verso l'alto. Quando un aeroplano raggiunge lo stallo aerodinamico, spesso inizia a rotolare e diventa più difficile da controllare, complicando ulteriormente la situazione per un pilota.

Gli aerei commerciali dispongono di varie misure di sicurezza per prevenire lo stallo, come allarmi, un meccanismo "shaker" o un sistema "pusher" incorporato che spinge il pilota a dirigere il muso verso il basso per abbassare l'angolo di attacco. Abbassando il muso dell'aereo, ristabilisce la portanza, rendendo l'aereo più facile da controllare e dando ai piloti la possibilità di correggere anche un rollio grave. Alcuni jet di grandi dimensioni sono inoltre dotati di misure di "protezione dell'involucro" progettate per mantenere il volo dell'aereo entro parametri di sicurezza.

Ma anche con queste misure preventive, si verificano ancora catastrofi come l'incidente del giugno 2009 del volo Air France 447, che ha ucciso tutti i 228 a bordo.

Per i piloti, uscire da uno stallo potrebbe non essere intuitivo in una situazione estremamente caotica.

"L'automazione nell'aviazione ha davvero ridotto l'incidenza degli incidenti e ha reso il volo molto più sicuro, ma attualmente, non può fare tutto, " dice Grant. "Oltre al decollo e all'atterraggio, la maggior parte dei voli commerciali è con il pilota automatico, fino a quando la situazione non diventa critica. Ad un tratto, l'autopilota si spegne e stiamo mettendo i piloti in una posizione in cui devono subentrare nelle peggiori circostanze possibili".

Dopo i disastri di Air France e Colgan Air, e diversi incidenti simili in tutto il mondo, la Federal Aviation Administration (FAA) degli Stati Uniti ha chiesto ai ricercatori dell'industria e del mondo accademico di progettare una nuova metodologia per lo sviluppo di modelli rappresentativi di stallo aerodinamico. Grant e altri ricercatori hanno risposto alla chiamata.

La loro prima sfida è stata la scarsità di dati sul comportamento degli aerei oltre il punto di stallo che potrebbero essere utilizzati per costruire il loro modello. Per vincere questa sfida, il team ha lavorato con Bombardier Aerospace per ottenere dati dai test nella galleria del vento e dai voli di prova condotti dai produttori di aeromobili per ottenere la certificazione dei propri aerei. Questi voli sono pilotati da piloti collaudatori addestrati e spingono gli aerei al di fuori dei loro tipici inviluppi di volo, compreso stallo, per garantire che il comportamento post-stallo dell'aeromobile sia gestibile.

Una volta sviluppato un modello rappresentativo, hanno estrapolato due versioni alternative:una che simulava una versione di stallo aerodinamico dove si accendeva più velocemente, colpendo l'aereo più gravemente della media prevista dai dati. L'obiettivo era determinare se il loro modello rappresentativo sarebbe stato sufficiente per addestrare i piloti oltre lo stallo.

Grant e il team hanno quindi reclutato un pool di 15 piloti, tutti volontari di Air Canada, Jazz e WestJet. Dopo essere stati divisi in tre gruppi, sono stati addestrati a recuperare da quattro diversi stalli nel simulatore di volo UTIAS. Dopo l'allenamento, tutti e 15 sono stati testati per studiare quanto bene i rispettivi regimi di allenamento li avessero preparati.

"Non abbiamo trovato differenze statisticamente significative tra i tre gruppi, " dice Grant. "Una volta che li abbiamo formati su cosa cercare e come rispondere, tutti e 15 erano ugualmente in grado di funzionare in condizioni di stallo:questo suggerisce che la modellazione rappresentativa è sufficiente per l'allenamento di recupero completo".

Le nuove simulazioni per il recupero dallo stallo dovrebbero essere incorporate in nuovi programmi di formazione pilota che la FAA prevede di lanciare a partire dal 2019.

"Per miglio volato, viaggiare in aereo è incredibilmente sicuro, " dice Grant. "Ma poiché la domanda di piloti commerciali continua ad aumentare, dobbiamo mantenere simulazioni ingegneristiche migliorate che consentano una migliore formazione".