Volare con la luce
Scritto da Franco Di Antonio
Mentre si stanno sperimentando aerei capaci di rimanere a lungo in volo grazie alla forza della radiazione luminosa, con pannelli fotovoltaici che alimentano il sistema di propulsione del mezzo, la luce sta entrando più a fondo nella tecnologia di controllo di un aereo.
Iniziano infatti ad entrare in linea aerei con i comandi di volo che trasmettono gli impulsi di comando tramite fibre ottiche. Questo sistema è detto in gergo aeronautico, con l’onnipresente lingua inglese, Fly-By-Light, cioè pilotare per mezzo della luce. Il nome deriva dal sistema di comandi di volo, oggi molto diffuso, detto Fly-By-Wire, ovvero un sistema che usa cavi elettrici per trasmettere i comandi di volo.
Facciamo un piccolo passo indietro per riassumere l’evoluzione dei comandi di volo nel corso della storia aeronautica.
Si è iniziato con i primi aerei con i comandi meccanici, dove il pilota muoveva leve o volantini e tramite cavi e meccanismi vari trasmetteva la sua volontà a delle parti mobili che, trasformando la conformazione aerodinamica dell’apparecchio, consentivano di dirigere il volo a piacimento. Si è arrivati con questo modo di guidare un aereo fino ai grandi velivoli a reazione degli anni ’60, ma le alte velocità e la mole degli aerei cominciarono a rendere necessario uno sforzo fisico troppo elevato. Si svilupparono pertanto dei sistemi in grado di moltiplicare l’energia applicata dai piloti ai comandi di volo. Entrarono così a far parte degli impianti di comando di un aereo i comandi idraulico-meccanici.
La forza di comando del pilota si applicava a degli attuatori idraulici che tramite un sistema di tubazioni, serbatoi e pompe, trasmetteva direttamente il comando alle superfici di controllo. La sensazione di sforzo in ogni caso rimaneva e quindi le modalità di pilotaggio rimanevano come quelle tradizionali basiche solo con uno sforzo molto inferiore.
L’arrivo sugli aerei di tecnologie più avanzate, soprattutto dei sistemi di pilotaggio automatico, i cosiddetti autopiloti o piloti automatici, fece entrare nella tecnologia di condotta del velivolo i comandi elettro-idraulici, e questo rese necessario l’introduzione di sistemi che simulassero lo sforzo di comando per evitare che nel pilotaggio manuale i piloti applicassero forze eccessive sui comandi di volo.
L’introduzione dei computer per la gestione totale digitale dei comandi di volo ha reso applicabile la trasmissione dei comandi tramite cavi elettrici, più leggeri e più efficienti nella manutenzione dei sistemi idraulici. E’ così entrato a far parte dei sistemi di controllo il cosiddetto FBW, il Fly-By-Wire. In pratica è l’elaboratore che gestisce i comandi di volo e trasmette direttamente tramite cablaggi elettrici i comandi agli attuatori finali.
Gli impulsi che trasmette il pilota quando sceglie il pilotaggio manuale sono sempre elaborati da un ordinatore. Questo ha fatto sparire i sistemi di simulazione di sforzo, in quanto i computer si occupano di limitare gli sforzi applicati sulle superfici di controllo. Leggerezza e velocità di trasmissione dei comandi sono i principali vantaggi, così come i costi, notevolmente ridotti.
Esistono altri modi di governare un aereo per esempio con sistemi a fluido, in pratica con getti d’aria emessi da un sistema pneumatico, ma il futuro sembra indirizzato verso i comandi che usano come tramite i fotoni trasportati per mezzo di fibra ottica. I fotoni hanno proprietà differenti dagli elettroni e sono notevolmente meno sensibili alle perturbazioni elettromagnetiche (fulmini ecc.); inoltre i fili in fibra ottica che trasmettono i segnali sono più leggeri, più piccoli e meno costosi dei cavi di rame.
Il limite del FBL, Fly-By-Light, è che ha bisogno di tradurre gli impulsi elettrici in impulsi luminosi e viceversa quando deve trasmettere i messaggi dal computer agli attuatori. Quindi al momento quello che si risparmia in peso e semplicità dei comandi luminosi, si perde con i “trasduttori” necessari per far funzionare il sistema. Gli studi però vanno avanti sia dal lato dei computer ottici che degli attuatori elettro-ottici.
Come sempre, le tecnologie avanzate sono introdotte prima sui velivoli militari. Il primo aereo operativo ad entrare in servizio con il sistema di comandi FBL sarà il Kawasaki P-1, in corso di consegna alla Forza Aerea Giapponese: un grosso velivolo a quattro motori a reazione per il pattugliamento marittimo ed antisommergibile. Il primo aereo civile a montare questo sistema di controllo sarà probabilmente un aereo d’affari statunitense il Gulfstream G-V che sta affettando le prove di collaudo.
La schiavitù della tecnologia si appresta ad aumentare con questi sistemi, il pilota si troverà ad operare in un ambiente che lavora alla velocità della luce, in pratica più veloce dello stesso pensiero dell’individuo.
Il rischio è che, se le filosofie ingegneristiche non terranno conto di questo problema, il pilota finirà per essere escluso dalla gestione effettiva del mezzo con tutti i rischi che ne conseguono.
(12 agosto 2011)
