L’elicottero è un mezzo eccezionale e di un’utillità incredibile. Nato negli anni 30 del secolo scorso è in pieno esercizio, per impieghi commerciali e di difesa, diciamo dai favolosi 60. Ci aiuta in mille occasioni, e non certo solo per il trasporto di sciatori avventurosi in cima alle montagne più impervie, ma anche per il salvataggio di persone in difficoltà fra le cime, naufraghi che altrimenti annegherebbero, per l’evacuazione da regioni colpite da disastri, terremoti, inondazioni, eruzioni vulcaniche, trasporto di carichi eccezionali, incendi e così via. Eccezionale quindi, che facilita e può anche salvare la vita, e non solo status symbol di magnati, esteri e non, che non hanno tempo da perdere con il traffico terrestre.

Però è rumoroso, e in cabina le vibrazioni sono notevoli, sia per l’equipaggio, più abituato, che per i passeggeri. Il problema, più che noto su cui lavorano da anni tutte le grandi industrie, parte dal rotore, l’insieme di pale che, girando, permette all’elicottero di alzarsi e volare in modo controllato. È questo componente fondamentale, che deve ovviamente essere leggero e resistente al tempo stesso, che rappresenta anche la fonte principale dei problemi di rumore e vibrazioni.

Gli specialisti del settore, tutti, assicurano che siamo oramai arrivati al limite di perfezionamento delle pale dei rotori, operando nel modo finora seguito dall’ingegneria.  Occorreva cambiare radicalmente approccio, e ora pare proprio che siamo alle porte di un miglioramento fondamentale, per ridurre le fastidiose vibrazioni e migliorare anche le caratteristiche aereodinamiche del rotore. Non solo, il merito di risolvere il problema producendo un elicottero che vibrerà molto, ma molto, meno, parliamo fino al 90%, sarà della italiana Leonardo, Divisione Elicotteri.  In questo campo, fin dagli anni ’60 con Agusta, ora appunto Leonardo, il nostro Paese ha una posizione fra i primi cinque produttori al mondo.

Per avere un’idea la Divisione Elicotteri di Leonardo conta circa 12.000 dipendenti distribuiti principalmente in Italia, Regno Unito, Polonia e Stati Uniti e una solida presenza globale con 4500 elicotteri in servizio in circa 90 Paesi.

L’innovazione parte dalle pale del rotore principale dell’elicottero che, per un modello tipico, l’AW139 di Leonardo che è il più venduto nella classe 7 tonnellate con 900 esemplari operativi, sono lunghe 7 metri e girano, a regime, a una velocità di 200 metri al secondo all’estremità, ossia 720 chilometri. “Il progetto del rotore, così come inteso in questi decenni di sviluppo dell’elicottero, ha raggiunto i limiti legati alla aerodinamica, caratteristiche strutturali e inerziali. Miglioramenti modesti si ottengono a costi elevati. È chiaro che per fare dei progressi sostanziali bisogna introdurre nuove tecnologie per il controllo del rumore, delle vibrazioni e delle prestazioni. I sistemi attivi di controllo del rotore consentono di fare questo salto in avanti” ci dice Michele Arra, Head of Research and Innovation della Divisione Elicotteri di Leonardo.

In sostanza con le pale facenti parte di un sistema meccanico come è il rotore, non si poteva andare oltre: solo piccoli miglioramenti non significativi a costi eccessivi. Quindi occorreva cambiare alla radice l’approccio e pare proprio che Leonardo, in un percorso di innovazione e studio continuo, stia arrivando per prima alla miglioria tanto attesa. I test sul campo ci saranno in estate e abbiamo potuto vedere, nello stabilimento di Cascina Costa vicino a Malpensa, l’allestimento dell’elicottero che monterà per le prime prove le nuova pale, che potremmo dire servocontrollate: un elicottero riempito di elettronica di comando e controllo del complesso sistema, che va ben oltre una differente forma dei rotori.

Il sistema infatti è costituito anche da tanti accelerometri, almeno 60, che continuamente danno un’idea dello stato del velivolo e delle vibrazioni complessive. Questi dati, monitorati di continuo da un computer molto efficiente, parliamo di molte volte al secondo, formano la base per capire quante vibrazioni fastidiose abbiamo nel nostro viaggio in elicottero e per correggerle. La parte sostanziale dell’innovazione sta infatti nelle pale dell’elicottero che sono attive e non solo passive. Con approfonditi e non banali studi di aerodinamica, la Divisione Elicotteri di Leonardo, ha capito che un controllo continuo della deformazione delle pale, dovuta al loro moto, poteva essere il mezzo per avere meno vibrazioni e anche maggiore performance, caratteristiche che, in linea di principio, potrebbero anche essere in conflitto.

Ecco dunque apparire in queste nuove pale una sorta di anima, un sistema che modifica, seppur di pochi millimetri, la parte terminale dei profili alari. La deformazione si ottiene tramite l’attuazione di piccole alette azionate tramite 3 attuatori del peso di 1 chilogrammo ciascuno, che lavorano alla frequenza del kilohertz, ossia mille volte al secondo.  Questi attuatori, piccoli pistoncini controllati da computer, possono modificare il profilo della pala portandolo al meglio. Le modifiche sono guidate da un’analisi aereodinamica effettuata a monte, che ha mostrato come il punto ottimale per posizionare gli attuatori sia, grosso modo, a metà della lunghezza della pala, dove infatti è stata montata una parte sottile di diverso materiale che deve assorbire il carico maggiore. Pale deformabili continuamente, insomma, di quantità molto piccole per mantenere la forma ottimale che permette una riduzione delle vibrazioni, come detto sopra, notevole.

Tutto bene, ma il sistema complessivo è ancora più complicato, dato che gli accelerometri continuamente forniscono dati al sistema di controllo di bordo, ma questo poi deve comunicare con le pale, e anzi chiediamoci: chi dà la corrente agli attuatori e all’elettronica di controllo, che è poi guidata da un altro computer, che sta vicino al rotore solo per questo? L’innovazione richiama altra innovazione e quindi ecco che potenza elettrica e comunicazione informatica sono assicurate da un altro componente di controllo posizionato sull’asse di rotazione del rotore da cui partono le 5 pale del rotore. Il rotore e le sue pale non sono quindi più “passive” ma entrano a far parte di un sistema hardware, attuatori, sistemi di controllo: computer, accelerometri, distribuzione di potenza, dati e istruzioni e software sviluppato da Leonard Elicotteri

Tutta questa novità, questo sforzo durato parecchi anni solo per una questione di comfort? Sarebbe già una buona ragione effettivamente, perché l’industria oggi non deve aspettare le richieste dell’utenza ma prevenirle offrendo nuove prestazioni e anche maggior confort quindi specie per situazioni speciali, come il servizio di elisoccorso.  Ma meno vibrazioni vuol dire anche maggiore precisione, più sicurezza in volo, specie in situazioni difficili, pensiamo a quando un elicottero deve avvicinarsi pericolosamente a una montagna o a un edificio per un salvataggio, meno guasti nel tempo e minori costi di manutenzione. E allora si capisce come questa innovazione sarà per l’italiana Leonardo Elicotteri un mezzo per mantenere e migliorare una posizione già ottima nel mercato globale.