Roberto scrive a proposito dell’ EH101 MERLIN…

Venerdì 30 ottobre 2009

Serata di gala all’8°club Magiche Frecce Tricolori di Lurate Caccivio. Va in scena, presentato dall’ing. Francesco Belloni l’EH101Merlin(falchetto).Come ogni prima donna però non si è svelato subito, infatti si è fatto precedere da una breve cronistoria dell’elicottero.

Non si poteva che partire da Leonardo da Vinci i cui studi nel campo del volo si concretizzarono in disegni e annotazioni confluiti in un unico organico trattato: il famoso Codice sul volo degli uccelli. In non meno altri famosi disegni si può trovare la “vite aerea elicoidale” in cui è il flusso d’aria che passa attraverso la vite che,  secondo l’inventore, dovrebbe sostenere la macchina in volo. Oggi sappiamo che in un elicottero in hovering solo il 20-30% del sostentamento del velivolo viene dalle pale, il restante 70-80% della portanza deriva dall’aria alzata e che passa attraverso il rotore , proprio come aveva ipotizzato il “nostro” Leonardo da Vinci.

Forlanini è la persona che ha inventato il primo modello di elicottero, la cui riproduzione è esposta al Museo  della Scienza e della Tecnica a Milano.Laureato in ingegneria industriale al Politecnico di Milano nel 1875, Forlanini nel 1876 è dipendente dell’Officina del Genio di Alessandria.Lì costruisce il modello di elicottero con un ingegnoso e leggerissimo motore a vapore che nell’agosto del 1877 presentò con successo a Milano.Prima macchina del suo genere a levarsi in volo, il modello di elicottero di Forlanini pesava in tutto 3,5Kg , 1600g dei quali imputabili al motore e altri 1000 alla caldaia che lo alimentava. In un articolo pubblicato nell’agosto 1896 dalla rivista “L’Aeronauta” si lesse:”L’esperienza venne eseguita alla presenza del prof. Colombo Giuseppe (maestro di  Forlanini al Politecnico) e si ebbe la soddisfazione di vedere l’elicoptero elevarsi a 13 metri d’altezza restando 20 secondi nell’aria.” L’impresa fruttò a Forlanini l’ambita medaglia d’oro dell’ Istituto Lombardo di Scienze e Lettere.

Nel 1907 si ha il primo decollo verticale con pilota effettuato da Paul Cornu utilizzando una macchina con due rotori del diametro di 6 metri l’uno controrotanti in modo da equilibrarsi tra loro e permettere il movimento dell’elicottero senza sbandare.

Le grandi difficoltà di far volare macchine con le ali rotanti furono in parte superate dall’invenzione dell’autogiro (aereo senz’ali) dovuta all’ingegnere spagnolo Juan de la Cierva.Si trattava di macchine che univano alcune caratteristiche dell’aeroplano con altre tipiche di quello che sarebbe diventato l’elicottero. Fin dall’inizio del secolo molti inventori cercarono di far librare nell’aria macchine sollevate da eliche rotanti mosse da motori sempre più potenti. Il geniale spagnolo comprese che l’ala rotante poteva creare portanza anche senza che ci fosse un motore direttamente collegato. Così costruisce macchine speciali, quasi degli aerei senza ali , spinte da un’elica traente munita di un motore a pistoni e sostenute da un’elica a tre pale libera , rotante (autorotazione) che consentiva di planare quasi verticalmente.

Oggigiorno l’autorotazione è sfruttata come elemento di sicurezza negli elicotteri: in caso di avaria al motore basta disinserire il rotore dal motore stesso e lasciarlo ruotare in folle: grazie all’autorotazione l’elicottero scenderà a una velocità di 5 m/sec.

L’intuizione di De la Cierva diventa veramente operativa solo quando alle pale del rotore viene applicata un’articolazione che ne varia il passo durante la rotazione. Autore di tale “rivoluzione” è il nostro Corradino D’Ascanio. Nel 1926 nel suo natio Abruzzo costruisce il suo primo elicottero. Decide di collaudarlo personalmente anche se tale operazione ha esito negativo causato dalla rottura delle pale dei due rotori. L’anno successivo, D’Ascanio presenta al Ministero dell’Aeronautica il progetto di un nuovo elicottero con motore FIAT da 85 CV che ha approntato con l’appoggio finanziario del barone Pietro Trojani e che per questo motivo è designato con la sigla DAT 3.La macchina presenta due rotori coassiali controrotanti con superfici di controllo ed in coda ha un’elichetta direzionale. In pratica, si tratta non di un autogiro, come quello di La Cierva, ma di un vero e proprio elicottero. Il progetto viene approvato nel 1928 e a D’Ascanio viene commissionata la costruzione di un prototipo sperimentale. Nel 1930 la macchina è pronta al volo e per il collaudo si offre il maggiore Marinello Nelli che su quel velivolo finirà col qualificarsi, seppure non ufficialmente, come primo pilota militare italiano di elicotteri. Le prove superano ogni aspettativa. Hanno inizio l’8 ottobre 1930 con il primo volo e un quarto di secolo dopo, ricordando quel giorno, D’Ascanio dirà:”… avevo dimostrato ai miei figli che non ero un pazzo. Molti mi credevano tale. E invece, ecco, il mio elicottero si è alzato. Le pale girano velocemente, regolarmente…otto minuti!Non ne posso più e faccio cenno al pilota di scendere…Ho vinto la mia battaglia.”E l’ha vinta bene. In cinque giorni di prove, a partire da quel primo volo di otto minuti, l’elicottero frantuma tre primati mondiali:altezza(18 metri) distanza in linea retta(1087,6 metri) e durata(8minuti e 45 secondi).Il successo non smuove le autorità. Il prototipo del DAT 3 finisce così dimenticato. Passato alla Piaggio come specialista di eliche, presso l’industria genovese D’Ascanio progetta nel 1939 un secondo elicottero, il PD 1 che non viene però realizzato. Vede invece la luce il PD 2, biposto monomotore e con rotore di coda anticoppia e su quell’elicottero l’Italia perde definitivamente la possibilità di porsi in vantaggio in un campo nel quale sono impegnati tedeschi, sovietici e americani. Anche il PD 2 infatti finisce dimenticato, malgrado l’impegno del suo progettista e di Rinaldo Piaggio. Nel dopoguerra comunque l’accoppiata sarà vincente in campo autostradale:viene inventata la vespa.

E’ nel 1936 che vede la luce il primo elicottero pienamente controllabile:è il Focke Wulf Fw61.L’esperienza acquistata da Heinrich Focke con la produzione su licenza degli autogiro Cierva C 19 e C 30 condusse alla realizzazione del modello Fw 61 dotato di una fusoliera simile a quella di un normale aereo ad ala fissa , con un motore radiale Bramo Sh 14 A da 160CV montato nel muso. Scopo principale di questo motore era però l’azionamento di due rotori tripala montati alle estremità di due tralicci posti ai lati della fusoliera, al posto delle semiali. Il motore azionava anche una piccola elica di tipo tradizionale, destinata al suo raffreddamento. I rotori erano controrotanti e il controllo del velivolo era ottenuto utilizzando sia il passo ciclico che collettivo per governare la macchina rispettivamente lungo gli assi longitudinale direzionale e laterale. Il controllo verticale era ottenuto variando il numero di giri dei rotori mediante la manetta, a differenza della tecnica odierna che tende a mantenere costante il numero dei giri del rotore.

Nel 1939 quando Igor Sikorsky diventò direttore tecnico della Vought-Sikorsky intraprese la costruzione di un elicottero. Anche in questo caso l’esordio fu fallimentare ma gli ultimi grandi problemi di controllo della macchina furono risolti con l’adozione dopo mesi di prove con diversi tipi di rotori ausiliari di un rotore anticoppia montato sul prototipo Sikorsky Vs-300 che aveva compiuto il suo primo volo vincolato il 14 settembre 1939. E’ con questo modello che si ha l’introduzione del piatto ciclico a sfera in cui la parte del rotore principale dell’elicottero, montata sull’albero principale è formata da due parti, una fissa e una girevole, tenute assieme da un robusto cuscinetto a sfera di discrete dimensioni. Il piatto ciclico si muove sul proprio asse dal basso verso l’alto e viceversa, e/o si inclina in tutte le direzioni. Il movimento sul suo asse serve a impartire la giusta incidenza alle pale dell’elicottero permettendogli di staccarsi da terra in verticale. Il movimento omnidirezionale serve a impartire “ciclicamente” la giusta incidenza alle pale, permettendo all’elicottero di muoversi in ogni direzione.

Ma ecco finalmente l’ora del “nostro” EH 101 Merlin!

Sviluppato da Agusta in collaborazione con la britannica Westland, questo elicottero è in grado di soddisfare i diversi requisiti sia militari che civili con una economia di esercizio che nessun altro elicottero della sua classe può vantare. Fin dall’inizio del suo progetto l’EH 101 è stato previsto in tre varianti di base:

  • Navale per rispondere ai requisiti delle marine militari italiana e inglese
  • Utility con rampa di carico posteriore per usi militari e civili
  • Passeggeri per servizio “commuter” e supporto alle piattaforme offshore

EH 101 navale:è stato sviluppato per essere il più formidabile sistema d’arma navale per la lotta contro i sommergibili convenzionali ed i sottomarini nucleari ed è in grado di operare autonomamente o in coordinamento con unità navali. L’EH 101 è in grado di operare da basi a terra in condizioni meteo tali da impedire l’impiego di unità navali costiere. Soddisfa , inoltre tutti i requisiti per svolgere missioni antinave, scoperta aerea avanzata,  guerra elettronica, ricerca e soccorso e contromisure mine.

EH 101 utility:è la risposta alle necessità del moderno teatro di battaglia dove il successo delle missioni è assicurato soprattutto dalla trasportabilità e dal supporto degli elicotteri. L’ EH 101 è in grado di trasportare, grazie all’ampia porta di carico ed alla rampa posteriore, 30 uomini completamente equipaggiati .La sua spaziosa cabina consente inoltre il carico di veicoli leggeri, artiglieria, munizioni e pallets standard NATO, nonché il trasporto merci e carichi vari fino ad un massimo di 5 tonnellate.

EH101 passeggeri:adatto a volare in avverse condizioni atmosferiche, l’ EH 101 può trasportare fino a 30 passeggeri con un comfort da aereo di linea grazie ad un sistema attivo di controllo delle vibrazioni ed un basso livello di rumorosità. Grazie alla ridondanza dei sistemi,  la sicurezza offerta si pone ai massimi livelli raggiungibili oggi per macchine ad ala rotante, a costi comparativamente minori. L’elicottero può inoltre operare nel settore petrolifero offshore, nelle missioni di ricerca e soccorso ed in qualsiasi emergenza civile.

E ora alcuni dati.

Dimensioni:lunghezza fusoliera 19.53m, altezza 6.62m, apertura rotori: m 4.01 per il rotore quadripala di coda e 18.59m per il rotore principale pentapala le cui  pale  in fibra di carbonio hanno struttura in nido d’ape molto leggera ma altrettanto resistente e dotate di sistema antighiaccio. Le pale sono in numero di cinque in quanto è risaputo che all’aumentare delle stesse diminuisce il livello delle vibrazioni. Sono inoltre equipaggiate con l’ANTI BROWN OUTS DESIGN molto utile in fase di atterraggio su superfici non compatte tipo le zone desertiche  dove l’eventuale sabbia sollevata viene spinta verso l’esterno. Il rotore principale ha tre servo attuatori ovvero tre martinetti idraulici che in caso di cambio d’altezza del velivolo si alzano o si abbassano della stessa altezza contemporaneamente mentre in caso di virata verso destra o verso sinistra si alzeranno di altezze diverse tra loro in base alla manovra impostata.

Motori:3 turbine a gas Rolls-Royce oppure 3 General Electric T 700-GE-T6A da 2527 CV l’uno muniti di APU per l’accensione degli stessi.

Velocità massima :309 Km/h

Autonomia:4 h ½ per la versione navale e più di 6h per quella terrestre. Tale differenza viene spiegata dalla presenza di 5 serbatoi nella versione terrestre e di soli 4 nella navale in quanto in quest’ultima il posto di un serbatoio è occupato dal sonar. I serbatoi sono inoltre muniti di CRASH WORTHY ovvero riescono ad assorbire l’impatto di munizionamento leggero riuscendo ad evitare la fuoriuscita di carburante.

Il sistema idraulico e costituito da tre sistemi indipendenti ma con un solo sistema funzionante è comunque garantito il rientro alla base.

La trasmissione principale è costituita da un doppio sistema di lubrificazione ma con entrambi i sistemi guasti la trasmissione funziona ugualmente per circa 30 minuti. E’ inoltre equipaggiata con un circuito che  monitorizza l’intero impianto ed è in grado di monitorare e rilevare l’eventuale presenza di scorie metalliche sintomo di eccessiva usura degli ingranaggi. Superato un dato valore dimensionale di tale scorie il sistema interviene segnalando il guasto.

Altro sistema  di sicurezza presente sul velivolo è l‘anti GROUND RESONANCE (per contrastare il fenomeno della risonanza a terra).Supposto che le pale del rotore principale siano fissate al mozzo centrale , al girare delle pale stesse il baricentro dell’elicottero dovrebbe rimanere fisso in un punto. In realtà le pale sono fissate tramite un perno che le rende libere di fare dei movimenti avanti-indietro creando delle oscillazioni che facendo variare continuamente la posizione del baricentro creano le premesse per un pendolamento che potrebbe portare addirittura alla distruzione del velivolo. Per questo motivo tale sbilanciamento deve essere compensato con un sistema idraulico che intervenendo attraverso degli smorzatori posti tra il mozzo e le pale vada a contrastare tali movimenti mantenendo pressochè inalterata la posizione del baricentro.

Possiamo a questo punto dire che il programma di prove a terra ed in volo è uno dei più completi ed estensivi mai intrapresi dall’industria elicotteristica e tale da garantire che l’EH 101 entri in servizio con livelli di maturità ed affidabilità sperimentati. Così il velivolo è in grado di operare in ogni condizione meteo da -45 °C a +50 °C con un tempo per il decollo dopo un’allerta di soli 5 minuti.

La versione S.A.R. è disponibile in tre configurazioni:combat S.A.R. , military S.A.R. e civilian S.A.R. derivate dalla versione utility con rampa posteriore. I velivoli hanno inoltre la sonda per il rifornimento in volo.

Le versioni marittime sono dotate di un radar di ricerca a 360 ° alloggiato al di sotto della cabina e possono trasportare 4 siluri o 2 missili antinave a lunga gittata e sono in grado di pattugliare 500Km2 in 5 ore. Hanno due dispensatori di boe-sonar, dispongono di un sonar attivo, sistemi per la guerra elettronica e FLIR opzionale. Gli strumenti garantiscono un’identificazione dei bersagli sia in modo attivo che passivo. I mezzi sono dotati di gancio estraibile per operazioni S.A.R. Il velivolo è dotato di una connessione dati bidirezionale per la comunicazione dei dati raccolti. Con le turbine Alfa Romeo/General Electric durante il volo è possibile spegnerne una ( in gergo si dice “sfilare”, il nome tecnico è OEI, one-engine-inoperative mode cioè con inoperatività di un motore) per risparmiare un buon 25% di carburante e rimanere in volo a pieno carico anche per più di 6 ore. A fianco del primo pilota e comandante della missione c’è il secondo pilota con funzione TACCO (TACtical COordinator) cioè gestore della missione operativa e delle informazioni. Dietro di loro e di “spalle”, per quanto riguarda la versione antisommergibile,  altri due membri di equipaggio, gli operatori ai sensori ossia un operatore radar e un operatore sonar (questi due ruoli sono intercambiabili)

La Marina Militare Italiana ha acquistato 20 velivoli di 4 varianti diverse:

8 elicotteri Naval ASW/ASVW (antisubmarine warfare e anti surface vessel surface)

4 elicotteri Naval ASVW/E Early Warning

4 elicotteri Utility basic ( nessun armamento)

4 elicotteri Utility ASH amphibios support helicopter equipaggiati per trasporto truppe speciali muniti di FLIR (dispositivo per la visione notturna).

4 velivoli sono in corso di acquisizione : 2 nella versione ASW e 2 nella versione ASH.

La serata è cosi terminata con un grosso applauso per il relatore che ricordiamo essere stato l’ing. Francesco Belloni e una grande soddisfazione per i soci (numerosi) intervenuti.

Un grosso grazie a tutti i partecipanti e un arrivederci al prossimo appuntamento.

Una risposta a Roberto scrive a proposito dell’ EH101 MERLIN…

  1. Francesco Belloni scrive:

    Ciao, rigrazio per le belle parole che avete avuto nei miei confronti in questo articolo (complimenti a Roberto per la ricerca!). E’ stato un piacere per me accettare l’invito di Paolo ed essere vostro ospite, e raccontarvi qualcosa sull’affascinante mondo dell’ala rotante.

    A presto, auguro un GRANDE 2010 a tutto il Club Magiche frecce!!
    Francesco

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