Aviation

Evoluzione della potenza

La trasmissione di potenza del TP400 che equipaggia il velivolo quadrimotore A400M vista attraverso le ottimizzazioni e il design per benefici di performance, peso e affidabilità. 

Oct 2021

La rapidità con cui l’A400M di Airbus – l’avanzato aereo da trasporto militare per missioni tattico-strategiche e umanitarie – sta riscrivendo canoni e livelli di servizio per alcune forze aeree mondiali è alquanto sorprendente. 

Il progetto, dalla portata tecnologica altamente innovativa, nacque nei primi anni del duemila, il primo volo fu effettuato nel 2009 e il primo esemplare consegnato nel 2013 entrò ufficialmente in servizio con l’Armée de l'Air francese pochi mesi dopo. Sin dal principio, i governi di Belgio, Francia, Germania, Regno Unito, Spagna e Turchia sposarono il progetto, a questo elenco poco tempo fa si è aggiunta la Malesia e di recente il Kazhakistan.  

Questo gigante dei cieli, dunque, non è solo riuscito a mostrarsi tatticamente cruciale per molte nazioni – si pensi all’impiego europeo durante l’emergenza sanitaria per Covid, come all’utilizzo umanitario durante il recente dramma Afghano – ma si presenta inoltre come l’aereo da trasporto militare più capace attualmente in servizio: fino a 37 tonnellate di carico e uno spazio utile interno di bordo impressionante di 17,7 mt di lunghezza, 4mt di larghezza e altezza massima. Da questo aereo possono lanciarsi fino a 116 paracadutisti, di giorno o di notte, usando portelloni laterali e in coda.  

An A400M performing in-flight refueling with two F18, ph. ©Airbus 2015 F. Doumenjou.

Oltre a tali capacità, l’A400M è in grado di effettuare rifornimento in volo – sia dalle ali che da sotto la sua pancia - verso quasi tutti i velivoli militari, assecondandone velocità e quota, e ultimamente ha portato a termine con successo anche i test per rifornire in volo gli elicotteri. Capacità strutturali sostenute da potenza e performance dei suoi 4 motori TP400, prodotti da Europrop International, di cui Avio Aero è responsabile di design e produzione della trasmissione di potenza (Power Gearbox- PGB) che assolve il compito chiave di trasferire la potenza dal motore all’elica riducendo contestualmente la velocità di rotazione.  

Pochi mesi fa, è stata celebrata la consegna del 100° velivolo, mentre sono stati prodotti oltre 500 motori. “La PGB è una tecnologia abilitante per un motore di questo tipo” spiega Maria Giuseppina Motta, Program Director di Avio Aero. “Il TP400 è il più potente motore turboelica del mondo occidentale e il più potente al mondo nella configurazione con elica singola (non controrotante). Non esiste altra PGB attraversata da potenza confrontabile su un motore turboelica a elica singola. Da un punto di vista di impatto sull’operatività, la PGB è una componente essenziale in termini di efficienza, peso e affidabilità del motore.”  

Alla rapidità del successo riscontrato dall’A400M, la trasmissione di potenza fornisce un contributo fondamentale, secondo il Service Program Director, Edoardo Curti: “il design di questa PGB costituisce un ‘salto tecnologico’ per l’industria aeronautica e, come frequentemente capita con certe innovazioni, ci siamo dovuti confrontare con questioni tecniche inedite nei primi anni di servizio. Dopo soluzioni immediate approntate on-demand per garantire l’operatività ai clienti, oggi proseguiamo con un’importante campagna di upgrade  grazie alla quale prevediamo di ottimizzare l’intera flotta entro il 2023”. 

The case of a TP400 power gearbox seen at Avio Aero Pomigliano Service centre.

Il TP400 è il più potente motore turboelica del mondo occidentale e il più potente al mondo con elica singola, non esiste altra PGB attraversata da potenza confrontabile su un motore a elica singola

La più grande trasmissione di potenza mai costruita in occidente, infatti, sta beneficiando di una serie di upgrade del design che le permettono di aumentare ulteriormente la resistenza alla coppia del 5%, eliminare un fenomeno di vibrazioni, migliorare la resistenza dell’involucro a fenomeni di contaminazione e corrosione ed estendere la vita in servizio grazie a un algoritmo innovativo sviluppato ad hoc da Avio Aero. Oggi, tutte le PGB di nuova produzione che escono dalle linee di Avio Aero incorporano queste migliorie e, in parallelo, il team di Service di Avio Aero sta lavorando per aggiornare la flotta in servizio, con un 45% già aggiornato e il completamento previsto per il 2023.  

“La PGB è cruciale su un velivolo che deve garantire performance impeccabili in condizioni estreme”, dice Stefania Latorre, Service Engineering Leader. di Avio Aero. “Le ottimizzazioni e gli aggiornamenti tecnologici con cui abbiamo perfezionato il prodotto influiscono direttamente sulle prestazioni in servizio e portano benefici agli utilizzatori quali la riduzione dei tempi di manutenzione, il contenimento dell’usura, maggiore affidabilità, durabilità e flessibilità di utilizzo in missione. Hanno poi contribuito a certificare capacità operativa uniche: come l’automatic low level flight, che permette a questo aereo di tenere quote basse ed effettuare la sua gamma di missioni in modalità più discreta e protetta.” 

From the left, Stefania Latorre, Maria Giuseppina Motta and Edoardo Curti.

Infatti, Avio Aero è costantemente al fianco di Europrop International e di Airbus nel supporto all’utilizzo del velivolo a 360° attraverso il supporto ingegneristico alla flotta, con il fine ultimo di contribuire in modo corale al miglioramento continuo delle performance così come all’esperienza degli utilizzatori finali: ad esempio, facilitando le attività di manutenzione ordinaria o straordinaria della PGB (che includono un team d’ingegneria) nel centro specializzato di Pomigliano - che da qualche tempo, per operazioni specifiche, può contare anche sul supporto della sede di Brindisi - centro industriale e di assistenza rinomato per attività su motori militari della forza aerea italiana - e del team di Repair Engineering locale.   

“Negli ultimi anni abbiamo persino intensificato la collaborazione con l’ente certificatore EASA,” continua Latorre. “E l’abbiamo anche allargata lanciando un’attività a quattro mani con Airbus, Europrop International e Collins Aerospace finalizzata a conciliare sempre più i requisiti certificativi, tecnici e le tempistiche di revisione motore con le esigenze delle forze aeree. Come risultato, le Forze armate avranno possibilità di utilizzare il loro velivolo in maniera più flessibile rispetto all’intento iniziale e di incrementare il ‘time on wing’ del motore.”  

A view of the Service shop in Pomigliano with a PGB assembly line for the TP400.

L'upgrade influisce direttamente sulle prestazioni in servizio e porta benefici agli utilizzatori quali la riduzione dei tempi di manutenzione, il contenimento dell’usura, maggiore affidabilità, durabilità e flessibilità di utilizzo in missione 

In costante e stretta collaborazione con le sedi di Pomigliano e Brindisi, negli Headquarters torinesi è basato l’intero team di progettazione – che si avvale del supporto dell’ingegneria di Avio Aero Polska – e nello stabilimento di Rivalta avviene la produzione intera della trasmissione di potenza. In totale oltre un centinaio di persone, sparse in quattro sedi operative Avio Aero, dedicate a contribuire al successo di un velivolo che sta palesemente riscrivendo la storia dell’aeronautica per la Difesa.  

Cover and aircraft photo in page are kind courtesy of Airbus Defense and Space.