Laboratori e Progetti

Il programma in oggetto ha visto lo svolgimento di attività di Ricerca e Sviluppo indirizzate alla maturazione di nuove tecnologie e competenze e al miglioramento della competitività dei siti di Avio Aero in Puglia.

In particolare, il primo obiettivo realizzativo ha riguardato la progettazione delle due scatole ingranaggi motore, scatola riduzione elica PGB (Propeller GearBox) e la scatola ingranaggi accessori AGB (Accessory GearBox).

Il modulo PGB trasmette il richiesto livello di potenza dalla turbina all'elica e la sua architettura è una combinazione di vecchie e nuove tecnologie, integrate all'interno di un sistema che garantisce elevate performance ad un basso rischio. Nello specifico il cono frontale, che funge da vano ingranaggi, è stato completamente progettato con tecnologia di stampaggio 3D, più precisamente Direct Metal Laser Melting. Tale tecnologia garantisce una riduzione sul numero dei componenti a diretto beneficio del peso e dell'assemblaggio.

Il Modulo AGB funge da alloggiamento e alimentazione di alcuni accessori sia di pertinenza motore che velivolo in particolare il suo design integra il serbatoio dell'olio motore all'ambiente scatola ingranaggi sebbene sia separato da esso.

Entrambi i moduli sono andati attraverso un'estensiva campagna di test sia di certificazione e ingegneristica sia a livello di modulo, di motore e infine di velivolo dimostrando una soddisfacente correlazione con le condizioni di progetto.

Le attività svolte nell'Obiettivo Realizzativo 2, relativamente allo Sviluppo di tecnologie additive di repair, hanno consentito di sviluppare tecnologie di additive manufacturing funzionali alla riparazione e al ripristino di componenti a geometria complessa e con materiali innovativi, difficili da realizzare e trattare mediante i tradizionali processi di produzione metallurgica. La tecnologia di tipo additivo offre la possibilità di recuperare componenti usurati attraverso il ripristino della forma originaria o di incrementarne la vita utile con rivestimenti superficiali atti ad esaltare alcune caratteristiche meccaniche con l'adozione di materiali dalle più alte performance.

Il risultato è stato la realizzazione di nuove procedure di riparazione utilizzando tecnologie innovative del tipo DED (Directed Energy Deposition) Laser Metal Deposition e come il Cold Spray.

Infine, le attività svolte sull'obiettivo realizzativo 3 hanno avuto come obiettivo la progettazione dell'hardware di prova (Test Enabling Hardware) necessario a consentire due test di certificazione su un motore di sviluppo. Il primo test (PT Loss-of-load test ) ha avuto l'obiettivo di simulare una perdita di carico improvvisa della turbina di potenza, per valutare la capacità del sistema di controllo del motore di arrestare l'aumento della velocità della turbina.

Il secondo (PT-stress test) è stato finalizzato alla valutazione delle vibrazioni e, in generale, del comportamento strutturale della turbina di potenza. Entrambi questi test hanno richiesto delle pesanti modifiche dell'architettura complessiva del motore e quindi la progettazione di hardware specifico per consentire il funzionamento dello stesso. L'esito finale dei due test è stato soddisfacente, sia dal punto di vista dell'arrangement realizzato, sia dal punto di vista del comportamento del motore.

Il Progetto di Ricerca e Sviluppo META è oggetto del Contratto di Programma tra Avio Aero e la Regione Puglia. Partito a maggio 2016, ha avuto una durata di 4 anni ed ha avuto come sedi di svolgimento il Laboratorio Avio Aero di Bari e lo stabilimento di Brindisi. L'agevolazione riconosciuta è di 7,8 milioni di euro su un totale costi del progetto di 15,4 milioni di euro.

Se il propulsore è il cuore tecnologico dell’aeromobile, il sistema di controllo può essere considerato il cervello del motore, dotato di organi di senso (sensori) e di comando (attuatori).

E’ il sistema di controllo che gestisce il funzionamento del motore in tutte le fasi operative di volo, evitando il rischio di stallo, di spegnimento del combustore, di condizioni di sovratemperatura, sovravelocità e sovra-pressione.

Esso governa inoltre gli adattamenti necessari a modifiche repentine dovute alle condizioni ambientali e alle manovre del velivolo, garantendo prestazioni affidabili.

La sua "intelligenza" risiede nella centralina di controllo che, acquisiti diversi segnali sia interni che esterni al motore, li elabora per fornire le istruzioni necessarie a cambiarne le regolazioni.

A tal fine, utilizza una rete di sensori, gli organi di senso, per "capire" cosa accade e interviene con gli attuatori, organi di comando, per implementare le regolazioni, questi ultimi azionati attraverso sistemi elettrici e fluidici.

Il progetto SICO si focalizza sullo sviluppo di un sistema di controllo innovativo e ha l’obiettivo di acquisire conoscenze multidisciplinari, non presenti ad oggi né in Puglia né in Italia, per la creazione di un sistema di controllo completo per motori aeronautici caratterizzati da elevata potenza ed autonomia, e impiegabile anche per velivoli a pilotaggio remoto.

I driver principali che guidano le attività di Ricerca Industriale e Sviluppo Sperimentale sono:

• la riduzione dei consumi, ai fini della riduzione dell’impatto ambientale e della riduzione dei costi di gestione operativa dell’utilizzatore finale del velivolo
• l’affidabilità, ai fini dell’incremento della sicurezza dei passeggeri e della riduzione dei costi di manutenzione dell’utilizzatore finale del velivolo
• l’incremento di potenza disponibile ai fini di una maggiore operatività del velivolo.

Le attività di progetto saranno verificate attraverso un’importante campagna sperimentale che prevede la progettazione e realizzazione di due banchi prova

• il "Dry Rig" può essere definito come un simulatore real time in grado di simulare un motore aeronautico e i suoi accessori e sarà utilizzato per testare le logiche di controllo;
• Il "Wet Rig" consentirà di verificare il comportamento del sistema di controllo tenendo conto sia dei segnali fisici e simulati del motore che degli accessori.

Il Progetto di Ricerca e Sviluppo SICO è oggetto del Contratto di Programma tra Avio Aero e la Regione Puglia. Partito a maggio 2016, avrà una durata di 4 anni ed ha come sede principale di svolgimento il Laboratorio Avio Aero di Bari.L’agevolazione riconosciuta è di 16,5 milioni di euro su un totale costi del progetto di 29,3 milioni di euro.:

Il programma proposto, sia in termini di Progetto Industriale che di Ricerca e Sviluppo Tecnologico, prevede investimenti complessivi per circa 61 M€ di cui 48 M€ per il Progetto di Investimento Industriale e circa 13 M€ per investimenti in attività di Ricerca Industriale e Sviluppo Sperimentale. Il sostegno finanziario provvisorio riconosciuto è pari a circa 18 M€ di cui 12 M€ come contributo a fondo perduto sugli investimenti industriali e circa 6 M€ di contributo alla spesa sugli investimenti in Ricerca e Sviluppo

Il progetto, come sopra richiamato, mira a consolidare ed innovare le attività svolte dallo stabilimento Avio Aero di Pomigliano d’Arco per la produzione di camere di combustione, per la produzione di pale turbina e per la revisione di moduli motore civili.

In particolare, gli investimenti in attivo materiali previsti sono finalizzati ad innovare le tecnologie di lavorazione ai fini di un aumento della capacità produttiva e della competitività.

Analogamente, le attività di Ricerca Industriale e Sviluppo Sperimentale mirano all’acquisizione di know-how strategico:/p>

• sullo sviluppo di tecnologie innovative applicabili al combustore, al fine di mantenere e migliorare la leadership tecnologica a livello mondiale sui prodotti core;
• nell’ambito delle lavorazioni meccaniche, con benefici attesi nell'efficienza e produttività dei processi di trasformazione su prodotti come le pale turbina in lavorazione presso il sito Avio Aero di Pomigliano d’Arco;
• sull’ottimizzazione delle tecnologie industriali per la produzione e la manutenzione di componenti turbina.