Invent

Sistemi elettrici ed elettronici, tra cieli e mari

I professionisti di Avio Aero che si occupano dei prodotti elettrici ed elettronici per applicazioni avioniche o navali parlano del loro lavoro, dell’innovazione che lo distingue e delle sfide future.

Jan 2024

Discipline come le tecnologie informatiche, da alcuni decenni, e più di recente l’intelligenza artificiale, sono ormai realtà acclarate in ogni ambito della nostra realtà quotidiana. I velivoli, come anche le navi, non fanno assolutamente eccezione, anzi: per questi mezzi di trasporto la parte elettronica ed elettrica è non soltanto fondamentale, ma determinante.

In Avio Aero esiste un grande dipartimento, chiamato Controls, Accessories & Marine - CA&M, al cui interno il team di Electrical Systems lavora alla progettazione di sistemi elettrici ed elettronici per le turbomacchine (ovvero i motori aeronautici) e per i sistemi di automazione navale, di superficie e sottomarini. Qui, si sviluppano nuovi prodotti e tecnologie, con particolare attenzione verso le più abilitanti innovazioni tecnologiche in tema di elettrificazione dei motori aeronautici, di propulsione ibrido elettrica, come di combustibili alternativi.

“Ci occupiamo dello sviluppo a tutto tondo di prodotti come: sensori per rilevare i parametri motore (temperature, pressioni), centraline di controllo digitale motore (FADEC, concentratori di dati, nodi intelligenti) e apparati elettrici di potenza”, spiega Davide Ronchetto Electrical Systems Sub-section Manager. “L’approccio al design è in funzione del tipo di progetto che portiamo avanti, si passa dallo sviluppo in co-progettazione con altre imprese - per esempio quando noi siamo responsabili dell’integrazione di sistema - fino al progetto interamente sviluppato al nostro interno”.

Ronchetto e il suo team lavorano partendo sin dal design di questi prodotti – che può essere cooperato con fornitori o partner, o gestito interamente – e formano una comunità piuttosto numerosa in Avio Aero: nel 2023 il team è passato da 6 a 13 membri, con la prospettiva di accogliere altri 6 colleghi almeno nel 2024. “Abbiamo più che quintuplicato la capacità di generare lavoro”, spiega Ronchetto, “serviamo infatti clienti sia interni che esterni all’azienda, siamo coinvolti su circa 15 progetti al momento e collaboriamo con la maggior parte delle altre funzioni”.

Davide Ronchetto, Electrical Systems Leader at Avio Aero, in one of the team's electronic labs.

"In Avio Aero, abbiamo recentemente rinnovato gli impianti per il testing e siamo in grado di coprire i più alti standard di certificazione in ambito civile"

Questa serie di prodotti ha un rilevante impatto sulle prestazioni, come sull’efficienza dei motori aeronautici. I componenti elettrici e l’elettronica del motore contribuiscono a ridurre i consumi dei motori, agendo direttamente sulla capacità di funzionare a livelli ottimali. Oltre a questo, sono la chiave per gestire controllo e raccolta dati (di diagnostica o prognostica, ad esempio). Apparati moderni, digitali che rendendo i sistemi di propulsione sempre più affidabili e sicuri.

Un esempio - anche avvincente per gli studi e i test effettuati - di come gli apparati elettronici siano essenziali per la sicurezza in volo è dato dalle tecniche di fulminazione. “Nel nostro lavoro, già dal design, possiamo evidenziare e correggere eventuali debolezze di apparati e sistemi elettrici dal punto di vista della suscettibilità a disturbi elettromagnetici (è il caso di fulmini e condizioni meteo avverse) e alla trasmissione di tali disturbi verso altri sistemi magari. Questi test sono anche parte del processo di certificazione di un motore aeronautico moderno. In Avio Aero, abbiamo recentemente rinnovato gli impianti per il testing e siamo in grado di coprire i più alti standard di certificazione in ambito civile”, dice Ronchetto.

Pasquale De Sando è l’Electronic Hardware Senior Engineer che lavora con Ronchetto e, con un altro gruppo di esperti, si dedica a disegnare hardware e firmware per sistemi embedded: in gergo elettronico, sono così definiti gli apparecchi composti da più elementi (elettronica, firmware e software). Il team di Pasquale è giovane e detiene competenze diversificate e multidisciplinari, necessarie per sviluppare il progetto di sistemi elettronici complessi: “abbiamo una base di competenze comuni, e ciascun membro sviluppa poi conoscenze più specializzate, mirate ad aspetti specifici a seconda del prodotto che realizziamo”, spiega De Sando.

Pasquale De Sando, second from the right, with his team.

Questi prodotti destinati al settore avionico o navale sono definiti safety critical, appunto perché svolgono il compito di supportare la sicurezza di funzionamento di un intero sistema di bordo. “Garantiamo gli standard di sicurezza previsti dall’applicazione, occupandoci non solo della progettazione elettronica ma anche di ogni verifica e validazione, necessarie a trasformare le specifiche tecniche nell’oggetto finale”, dice De Sando.

Presente e futuro del volo, come anticipato da Ronchetto: la componente elettrica ed elettronica è centrale nelle architetture propulsive che si stanno sviluppando per soluzioni ibrido-elettriche. Di questo si occupa Graciela Sandoval Castro, ingegnere in forza al team di Electrical System, che con altri colleghi ed esperti lavora a supporto del progetto AMBER di Clean Aviation, per cui Avio Aero è coordinatore.

“Rivesto il ruolo di Technical Leader dell’unità di controllo per AMBER e delle attività del sistema elettrico che fanno parte del sistema di controllo”, spiega Sandoval Castro. “Il dimostratore ibrido- elettrico AMBER presenta un motore termico che lavora in parallelo con un motore elettrico alimentato da fuel cell a idrogeno. Il nostro gruppo si occupa dello sviluppo delle unità di controllo (monitoraggio e gestione del motore elettrico e della fuel cell) come degli accessori elettrici ed elettronici necessari per garantire un sistema di controllo robusto”.

From the right, Graciela Sandoval Castro and Gian Luca Banfo.

"Il nostro lavoro è fatto di alta precisione, operiamo spesso al microscopio: non deve sfuggirci nessun dettaglio nanometrico"

Il contributo di Sandoval Castro e del team al programma Clean Aviation si estende anche al secondo progetto di cui Avio Aero è coordinatore, HYDEA – che studia le opzioni per alimentare le classiche turbine a gas (turboprop o turbofan) con idrogeno al posto del carburante tradizionale – curando la parte elettronica riguardante lo sviluppo dell’unità di controllo.

Al lavoro di progettazione e sviluppo si affianca quello di costruzione e testing: questo è ospitato in alcune aree e laboratori del grande stabilimento Avio Aero di Rivalta di Torino. Qui, tra lunghi corridoi e ampi spazi ben attrezzati, Gian Luca Banfo - CA&M Supply Chain Manager - e il suo team (composta da circa 20 persone, tra operai, impiegati, tecnici specializzati e qualche fornitore) assemblano schede elettroniche, vari apparati meccanici ed elettrici, realizzano cablaggi. E si occupano anche del collaudo dei sistemi prodotti, oltre che della realizzazione e manutenzione dei sistemi test o della costruzione di prototipi. 

“I nostri prodotti sono destinati agli aerei commerciali, come quelli di linea, ma anche a caccia e aerei militari, oppure a grandi navi e fregate”, spiega Banfo per dare l’idea della trasversalità dei sistemi che dal design alla manifattura sono realizzati nella sede torinese. “Possiamo contare su professionalità molto abili ed esperte, assemblatori e collaudatori elettrici formati e certificati. Il nostro lavoro è fatto di alta precisione, operiamo spesso al microscopio: non deve sfuggirci nessun dettaglio nanometrico di qualsiasi apparato ‘intelligente’ che immettiamo in aria o nei mari”.