Nelle prove di volo, la distribuzione precisa e separata dei compiti tra i membri del team è fondamentale per ridurre il carico di lavoro individuale e, di conseguenza, minimizzare la probabilità di errori. Il Flight Test Lead rappresenta la figura centrale del coordinamento: supervisiona le procedure sperimentali, facilita la comunicazione tra i membri e garantisce che ciascuno riceva tutte le informazioni necessarie. Questo ruolo richiede un’esperienza consolidata, essendo una responsabilità cruciale per la sicurezza dell’equipaggio e degli osservatori. Il Flight Test Lead ha il potere di avviare, sospendere o terminare l’esperimento in ogni momento, assicurando che ogni postazione sia pronta a intervenire quando necessario.

L’operatore del Flight Termination System svolge un ruolo di osservazione passiva, monitorando la posizione e la direzione dell’aeromobile attraverso fonti informative dedicate. La sua funzione principale è di verificare la presenza dei sistemi di sicurezza e di attivare la terminazione del volo nel caso in cui vengano superati i limiti del volume di volo predefinito o in presenza di altre situazioni anomale. Questo operatore può inoltre monitorare il traffico aereo esterno all’area di volo, assicurando l’isolamento dell’area sperimentale e limitando i rischi per terze parti.

L’Aircraft System Operator è responsabile del controllo dello stato del sistema a bordo e dell’invio di comandi per la selezione delle modalità di volo o il controllo della missione. Contrariamente agli esperimenti di volo con piloti a bordo, qui l’operatore è attivamente coinvolto, interagendo in tempo reale con il pilota che effettua il volo e comunicando tempestivamente eventuali problemi o ritardi al Flight Test Lead. Inoltre, coordina la sincronizzazione tra il sistema di volo e l’eventuale sistema sperimentale aggiuntivo, affidato a un operatore specifico per l’esperimento.

Il Ground Assisting Crew supporta le operazioni a terra, preparando i carichi utili e le apparecchiature sperimentali e contribuendo alla sorveglianza visiva dell’area di volo e del terreno. La flessibilità del suo ruolo dipende dal tipo di esperimento e dalle esigenze operative.

Il Pilot Flying ha la responsabilità primaria della sicurezza dell’aeromobile, mantenendo costantemente il controllo manuale in stand-by e pronto a intervenire in qualsiasi momento per abortire missioni automatizzate o prendere il controllo in caso di eventi imprevisti. Il suo ruolo di pilota comandante comporta anche la responsabilità legale sull’aeromobile. Data la complessità e il carico di lavoro, il Pilot Flying è supportato dal Pilot Monitoring, che si occupa di monitorare le condizioni di volo e l’ambiente circostante, fornendo informazioni essenziali e assicurandosi che i limiti operativi non vengano superati.

La documentazione video, ottenuta tramite telecamere a bordo e a terra, è imprescindibile per l’analisi post-volo e l’individuazione di eventuali problematiche complesse. Tuttavia, gli operatori delle telecamere sono esposti a rischi maggiori, data la loro posizione privilegiata e potenzialmente pericolosa, per cui la sicurezza di questi membri del team deve essere pianificata e gestita con attenzione durante tutte le fasi operative.

L’insieme di queste funzioni viene regolato da procedure standardizzate, effettuate prevalentemente in condizioni diurne e meteo favorevole, e con un monitoraggio continuo dello stato del sistema a bordo da parte di più operatori, garantendo un livello elevato di sicurezza operativa.

La sicurezza rappresenta la priorità assoluta nello sviluppo e nella gestione del dimostratore tecnologico. Il concetto di sicurezza si basa su una riduzione drastica dei rischi per terzi, con la realizzazione di voli in aree aeree controllate e isolate, in accordo con normative rigorose per velivoli ultraleggeri. La presenza del principio del doppio controllo (two-man rule) è una garanzia di affidabilità sia nella progettazione che nella verifica del sistema.

Le operazioni di volo sono condotte in un aeroporto chiuso e un’area di terra libera da terzi, con informazioni preventive date tramite NOTAM agli altri utenti dello spazio aereo. Le aree di volo sono suddivise in volumi tridimensionali distinti: il volume nominale di operazione, il volume di contenimento e il buffer di sicurezza, dimensionati in base al rapporto di planata peggiore e condizioni ambientali come il vento. Questo consente di gestire in modo sicuro eventuali emergenze, come atterraggi d’emergenza in caso di malfunzionamenti, minimizzando l’impatto su persone e beni esterni.

Oltre a quanto descritto, è fondamentale comprendere che il successo e la sicurezza delle prove di volo non dipendono solo dall’osservanza delle procedure e dalla presenza di ruoli definiti, ma anche dalla comunicazione costante e dall’adattamento dinamico a eventi imprevisti. La sinergia tra il team, la capacità di prendere decisioni rapide e la flessibilità nel gestire situazioni critiche sono elementi essenziali. Inoltre, la preparazione meticolosa e la valutazione preventiva dei rischi, inclusa la formazione specifica per ogni ruolo, contribuiscono a creare un ambiente operativo in cui l’innovazione tecnologica può essere testata in sicurezza e con efficienza.

Come funziona il sistema fly-by-wire e la gestione del volo automatizzato nel Core Interface Computer (CIC)?

Il sistema fly-by-wire all’interno del Core Interface Computer (CIC) è articolato principalmente in due applicazioni fondamentali: quella di controllo fly-by-wire e quella dedicata alla comunicazione e al logging. A queste si aggiunge un’applicazione separata, utilizzata esclusivamente all’avvio del sistema per l’inizializzazione. La funzione fly-by-wire permette il controllo manuale del volo, inoltrando i comandi del pilota agli attuatori che regolano i movimenti dell’aeromobile, nonché ad altri sottosistemi come l’interfaccia veicolo per la gestione del motore. Questo sistema è in grado di ricevere anche comandi di volo automatizzati provenienti dal Flight Control Computer (FCC), con la selezione della fonte di controllo che resta esclusiva del pilota in comando.

Il sistema prevede inoltre una modalità di terminazione del volo, fondamentale per la sicurezza, che attiva procedure di emergenza e può essere avviata da tre diverse fonti: il pilota, la stazione di controllo a terra o un collegamento dati dedicato indipendente dalle applicazioni software. Questa ridondanza è essenziale per garantire la sicurezza operativa, prevenendo il rischio di perdita di controllo dell’aeromobile.

Il funzionamento della funzione fly-by-wire è sottoposto a un attento monitoraggio tramite un sistema watchdog, integrato parzialmente nel sistema operativo, che riavvia automaticamente l’applicazione in caso di blocco o arresto inatteso, con tempi di risposta nell’ordine di pochi millisecondi. Per consentire riavvii istantanei e senza complicazioni, l’applicazione fly-by-wire è progettata come “stateless”: genera i suoi output esclusivamente sulla base degli input ricevuti nel ciclo corrente, evitando logiche complesse o dipendenze da stati precedenti. Questo design semplifica lo sviluppo, la verifica e aumenta l’affidabilità del sistema.

I comandi manuali del pilota vengono acquisiti tramite due ricevitori di controllo remoto, la cui validità viene verificata attraverso checksum e monitoraggio dello stato interno dei ricevitori. Il sistema vota tra i due segnali per assicurare che solo comandi validi e affidabili siano trasmessi al sistema di controllo del volo. In caso di perdita di segnali validi, il sistema mantiene gli ultimi comandi accettati e imposta la manetta su minimo, riducendo drasticamente il rischio di comportamenti incontrollati.

Per evitare interferenze tra il controllo di volo e le funzioni di logging e comunicazione, quest’ultime sono eseguite come applicazioni separate a priorità inferiore. La comunicazione middleware permette la trasmissione dei dati rilevanti, come comandi di controllo e informazioni di stato, verso il FCC e la stazione di controllo a terra (GCS). Tale separazione rafforza la robustezza del software, impedendo che operazioni di logging possano influenzare negativamente le funzioni critiche di volo.

Il processo di avvio del sistema è gestito da un’applicazione dedicata che esegue una configurazione iniziale basata sul livello di sicurezza selezionato. Durante questa fase, vengono attivate le linee di alimentazione elettrica e vengono configurati gli attuatori, che vengono spostati lentamente nella loro posizione iniziale per evitare movimenti bruschi che potrebbero causare danni o mettere a rischio persone. Sono inoltre effettuati controlli preliminari dei sottosistemi avionici collegati, prima di dare l’ok all’avvio delle applicazioni fly-by-wire e comunicazione.

Il software per il controllo di volo automatizzato, installato sul Flight Control Computer (FCC), è composto da tre moduli principali: sensor fusion, mission management e flight control system. Il modulo di sensor fusion integra dati provenienti da sensori come il sistema di navigazione inerziale, il radar altimetro e il sistema di misura dei dati aria, archiviandoli e rendendoli disponibili con frequenze di aggiornamento elevate (fino a 100 Hz). Questi dati, insieme allo stato di sistema e dei motori forniti dal CIC, sono utilizzati dal modulo di mission management per impostare le modalità di controllo adeguate alla fase di missione e per inviare comandi al sistema di controllo di volo, che a sua volta trasmette le istruzioni all’applicazione fly-by-wire.

Il mission management opera come una macchina a stati finiti, guidata da eventi: reagisce solo a dati in ingresso e non è legata a un ciclo di esecuzione predefinito. La gestione della missione distingue tra volo manuale, assistito (semi-automatico) e completamente automatizzato, consentendo transizioni fluide tra queste modalità a seconda delle esigenze operative e del comando del pilota.

Questa architettura modulare, combinata con un rigoroso sistema di ridondanza, verifica e sicurezza, consente al sistema fly-by-wire e al controllo di volo automatizzato di garantire affidabilità e sicurezza in tutte le fasi del volo, dalla fase di taxi al decollo, al volo in crociera fino all’atterraggio, con capacità di intervento rapido in caso di emergenze o anomalie.

È essenziale comprendere che la sicurezza del volo non si basa esclusivamente sulla tecnologia di controllo, ma anche su un’accurata progettazione dell’interazione tra moduli software, ridondanza dei segnali di comando e protocolli di emergenza multipli e indipendenti. Questo permette di mantenere il controllo e la stabilità dell’aeromobile anche in condizioni critiche, preservando la sicurezza dell’equipaggio e dei sistemi. Inoltre, la progettazione stateless del software fly-by-wire rappresenta un principio chiave per assicurare una reazione affidabile e immediata a qualsiasi interruzione del processo di controllo.

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