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Migliorare la sicurezza di volo durante le operazioni in prossimità del suolo

Per contribuire a ridurre il numero di incidenti nel settore dell’aviazione civile, il progetto VISION, finanziato congiuntamente dall’UE e dal Giappone, sta sviluppando e testando tecnologie intelligenti per la guida, la navigazione e il controllo degli aeromobili.

Trasporti e Mobilità

Più della metà degli incidenti mortali delle compagnie aeree commerciali si verifica durante le operazioni in prossimità del suolo, come il decollo, l’avvicinamento finale e l’atterraggio. Questi incidenti in prossimità del suolo possono essere causati da un guasto ai comandi dovuto a condizioni meteorologiche avverse o a problemi meccanici oppure da prestazioni di navigazione e di guida insufficienti dovute, ad esempio, alla scarsa visibilità. «Migliorare la sicurezza di volo durante tali fasi operative critiche è fondamentale per ridurre il numero di incidenti aerei», afferma Yoko Watanabe, coordinatrice del progetto VISION (Validation of Integrated Safety-enhanced Intelligent flight cONtrol), un’iniziativa finanziata congiuntamente da UE e Giappone. Il progetto VISION sta contribuendo a ridurre il numero di incidenti nel settore dell’aviazione civile sviluppando tecnologie intelligenti per la guida, la navigazione e il controllo degli aeromobili (GN&C, Guidance, Navigation and Control) e, cosa più importante, effettuando valutazioni in volo. Sebbene i precedenti progetti abbiano valutato soluzioni GN&C avanzate per rilevare anomalie di volo, la loro diffusione è stata lenta a causa di una mancanza di validazioni di volo. Il progetto VISION si propone di superare questo ostacolo conducendo validazioni di volo su piattaforme di aeromobili reali, tra cui la JAXA MuPAL-alpha in Giappone e l’USOL K50 in Europa. Risultati sorprendenti Nonostante il progetto sia in corso, i ricercatori hanno già raggiunto alcuni risultati notevoli, tra cui la validazione di volo di progetti di rilevamento e diagnosi dei guasti (FDD, Fault Detection and Diagnosis)/controllo della tolleranza ai guasti (FTC, Fault Tolerant Control). «Sebbene sia vasta la ricerca accademica nel settore dei progetti FDD e FTC basati su modelli, la maggior parte delle idee risultanti sono state testate solo in fase di simulazione», spiega Watanabe. «In questo progetto, i comandi FDD/FTC vengono sottoposti a test di volo a bordo di un aereomobile di ricerca a due motori su larga scala, in cui vengono gestiti i guasti in tempo reale». I ricercatori hanno sviluppato anche due sistemi di visione. Uno riguarda il monitoraggio della superficie di controllo in combinazione con la funzione FDD nel pilota automatico, mentre l’altro è un sistema di visione stereoscopica a lungo raggio per il rilevamento delle piste e per aiutare gli aeromobili durante l’avvicinamento finale. Entrambi i sistemi in attesa di brevetto sono stati testati con successo su aeromobili reali. Un altro risultato di rilievo è lo sviluppo di un sistema di navigazione dotato di visione integrata e incrementato con una funzione di monitoraggio dell’integrità. Il progetto è stato valutato in simulazioni con dati reali del sensore acquisiti su una piattaforma K50 UAV, con risultati che confermano un miglioramento sia delle prestazioni di navigazione sia della rivelazione dei guasti. Il progetto è attualmente in fase di preparazione per i test di volo. Verso la certificazione Queste validazioni rappresentano il primo passo verso l’innalzamento dei livelli di maturità tecnologica (TRL, technology readiness levels) delle tecniche FDD/FTC d’avanguardia e avanzate sviluppate dal progetto. Questo è un passaggio necessario prima di farli volare su veri e propri aerei di prova sviluppati da produttori leader come Dassault, Airbus e Mitsubishi. «Per quanto ne sappiamo, questa è la prima volta che i progetti avanzati di controllo del volo FDD/FTC sono stati testati in volo su un vero e proprio aeromobile: un risultato di cui siamo particolarmente orgogliosi», afferma Watanabe. «Questi risultati contribuiranno a innalzare il TRL delle tecniche avanzate di GNC per aeromobili, che ridurranno i compiti di un pilota in situazioni critiche e miglioreranno la sicurezza generale di volo delle operazioni degli aeromobili civili». Il prossimo compito dei ricercatori è fornire prove teoriche circa la stabilità del controllore di volo e l’integrità di navigazione dei metodi: entrambi i passaggi sono essenziali per la certificazione delle soluzioni avanzate GNC del progetto per l’uso negli aeromobili dell’aviazione civile.

Parole chiave

VISION, aviazione, sicurezza di volo, operazioni in prossimità del suolo, guida, navigazione e controllo (GN&C)

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