Aerospace Systems
Remember, you fly an airplane with your head, not your hands and feet
AnonymousStiamo vivendo un tempo particolarmente complesso per l’aviazione civile, l’attuale emergenza sanitaria aggiungerà una nuova dimensione al viaggio aereo. Si sperimentano tecnologie di «sanificazione» total body che diventeranno verosimilmente procedure permanenti affiancate alle misure di sicurezza. Nonostante l’eccezionalità della situazione attuale non possiamo dimenticare le future sfide tecnologiche che stanno cambiando il mondo dei sistemi aerospaziali.
L’evoluzione tecnologica a livello di velivoli terrestri quali aerei, robot-taxi volanti, droni, è guidata dai macro-trend del trasporto multimodale, dell’obiettivo di riduzione dell’impatto ambientale, della rivoluzione dell’esperienza di viaggio. Il trasporto multimodale ha l’obiettivo di migliorare la mobilità in termini di tempi complessivi di trasferimento e ottimizzazione delle traiettorie di viaggio, agendo sull’integrazione dei sistemi. La riduzione dell’impatto ambientale spinge verso l’utilizzo di propulsioni sempre più “green”. Oggi si parla infine di turismo spaziale come opportunità di nuovo business per viaggi extra-lusso intorno all’orbita terrestre, dall’esperienza mozzafiato.
Tutto questo sviluppo non potrà prescindere dagli elevati standard di sicurezza che caratterizzano il sistema aerospaziale, come il DO331 e il DO178C. Modellazione, simulazione, virtuale e digitale saranno sempre più gli strumenti operativi da usare per realizzare l’innovazione di questo settore, con importanti effetti anche in termini di riduzione di tempi e costi di sviluppo. Teoresi vanta una lunga esperienza nella modellazione e prototipazione di sistemi complessi, unita ad una eccellenza nel test dei dispositivi.
La ricerca è tesa a ridurre l’impatto ecologico del volo, con un importante focus sulla propulsione ibrido-elettrica. Alcune nazioni si propongono di abbattere del 90% l’inquinamento dovuto a velivoli civili, specialmente in alcune tratte minori. Questo ambizioso traguardo non può non considerare, anche nell’aerospaziale, il ruolo dell’elettrico. Stiamo assistendo al varo di aziende hi-tech che vantano il design e lo sviluppo di aerei elettrici. Nelle tratte minori il taxi aereo diventerà presto una realtà così come la consegna mediante droni. Tutto questo implica nuovo design, nuove batterie, nuove infrastrutture.
L’intelligenza artificiale giocherà un duplice ruolo: da una parte farà esplodere, come già è avvenuto nel ferroviario e nell’automotive, la manutenzione predittiva. Dall’altra consentirà ai sistemi di terra di smistare in maniera intelligente il traffico aereo sia dei grandi velivoli sia dei droni.
Le tecnologie di guida autonoma in questo ambito sono in piena evoluzione. Aerei autonomi sono già oggi realizzabili, aerei che possono ottimizzare il volo in tempo reale su una traiettoria stabilita, ma in futuro saranno gli aerei stessi a tenere conto del traffico, del tempo e delle turbolenze con sofisticate applicazioni di AI. La riduzione dei tempi di attesa del volo è una altra grande meta futuribile. Si parla di ridurre di almeno il 50% il tempo complessivo di volo, comprensivo di spostamenti, parcheggi e controlli. Aerei configurabili, che riorganizzano gli spazi interni in tempo reale, a seconda del numero di passeggeri sono anch’essi allo studio.
Qualunque sia il tipo di innovazione intrapreso, sia esso una fusoliera più aerodinamica o un software di pilota automatico o un drone elettrico, la parola chiave per il successo è simulazione. Oggi lo sviluppo di un sistema di volo comporta anni di progettazione e test, con relativi costi di miliardi di euro. Le tecniche di simulazione unite alla prototipazione rapida danno un forte contributo alla riduzione dei costi. La simulazione aerospaziale viene declinata secondo diverse modalità: Model Based System Engineering (MBSE) per i requisiti del sistema, Model Based Design (MBD) per la progettazione del software, simulazione CAD/CFD per le simulazioni 3D dei flussi aerodinamici e della struttura.
Particolarmente critico è oneroso è lo sviluppo di software per sistemi aerospaziali.
Il 60-70% del costo di un velivolo, civile o militare, o di un semplice dispositivo, viene investito nel processo di verifica e validazione dei sistemi e degli apparati di bordo. Il processo di design deve essere rigoroso e secondo standard come il DO-178C.
La simulazione unita alle tecniche di MBSE/MBD non solo abbatte i tempi di design, sviluppo e test ma si integra perfettamente con le varie normative di certificazione. Le tecniche di prototipazione HIL ad alta performance consentono di avere a disposizione il sistema da testare.
Le tecniche di test del modello e del software si prestano particolarmente bene all’automatizzazione e al confronto con i requisiti di sistema, riducendo ulteriormente i costi della fase di verifica e validazione.
Teoresi ha anni di esperienza nella modellazione e nella produzione del software in ambienti aerospace.
La trentennale conoscenza del mondo automotive e del dato prodotto dalle centraline veicolo consente a Teoresi di lavorare sui sistemi di ausilio alla guida in tutte le fasi di sviluppo: dai requisiti al test su strada.
La nostra metodologia prevede un Team dedicato all’analisi RAMS (Reliability, Availability, Maintainability, and Safety) a cui si affiancano risorse con esperienza nella modellazione e nella produzione di codice secondo l’ingegneria dei sistemi MBSE o secondo il Model Based Design. Anche la logistica ILS (integrated logistic support) viene curata da personale Teoresi in alcuni progetti.
Nell’ingegneria di sistema applichiamo le tecnologie allo stato dell’arte per la gestione dei requisiti, siano essi di sistema o componente, nel Model Based Design applichiamo integralmente il V-cycle con continuous integration e metodologie diverse tra cui la Agile. Abbiamo lavorato su sistemi tattici di pianificazione e controllo missione, su FCS (Flight Control Systems) e su sistemi di innovazione per motori elettrici.
Nelle interfacce aerospaziali, nei cockpit, possiamo applicare la nostra esperienza ventennale di sviluppo di HMI, affiancata ai sistemi automatici di test interfacce di cui siamo sviluppatori e manutentori.
Il nuovo che sta avanzando nel velivolo e cioè la pervasività dei sistemi elettrici unita ad algoritmi di pilotaggio autonomo ha similmente beneficiato dell’esperienza Teoresi nella prototipazione di sistemi difficili quali i sistemi elettromeccanici o i sistemi di accumulo dell’energia. La nostra esperienza automotive ci consente di affrontare problemi analoghi anche nell’aerospaziale.
