Concetto
del G450-455
Il
CellCraft G450 ed il G455,
cosi come le sorelle precedenti sono in buona sostanza costituite
da tre elementi base: il corpo centrale che alloggia anche
i motori-generatori; rispettivamente uno nella zona anteriore
e l’altro in coda. Le superfici portanti che sono
in genere costituite da due semiali anteriori che sorreggono
i rotori, ed una principale situata in posizione centrale
leggermente arretrata. Infine quattro rotori intubati con
diversa architettura che varia tra i due progetti. I rotori
conservano entrambi una struttura ad anello in grado di
produrre un movimento basculante con una escursione totale
di 120° che completano la struttura
base delle due macchine. I rotori possono compiere infatti
una rotazione di 90° in avanti ed una
opposta all’indietro sempre rispetto al piano orizzontale
di 30°.
Ogni singolo rotore intubato è provvisto di due motori
elettrici connessi ad un singolo rotore articolato come
nella G450, mentre nella G455
da due rotori contro-rotanti intubati ma con diametro del
rotore leggermente inferiore, poiché questo ultimo
sistema è composto da due dischi rotore contro-rotanti.
Le pale sono sospese su di un cuscinetto elastomerico che
garantisce un movimento limitato di flappeggio ed uno di
brandeggio, inoltre è possibile un movimento rotatorio
sull’asse longitudinale articolato relativo al cambio
di passo delle pale colelttivamente con una escursione dell’angolo
di attacco non superiore ai 5° sul
piano orizzontale di rotazione che permettono una manovrabilità
eccellente soprattutto in volo stazionario.
L’impiego di questi velivoli è concepito per
essere multiruolo ad ampia versatilità. Il trasporto
di cinque passeggeri ad alta velocità; con una media
di 480 Km/h, più del doppio di un
veloce elicottero convenzionale, e la possibilità
di atterrare allo stesso modo verticalmente su qualsiasi
superficie, colloca questo velivolo ad alta potenzialità
di impiego tra i più evoluti sul mercato aerospaziale
del prossimo futuro. Tra le possibilità di utilizzo
oltre al trasporto privato vi è l’impiego nel
soccorso medico e logistico o l’utilizzo da parte
delle forze di polizia, e probabilmente anche attività
in alcune settori militari; sebbene io preferisca concepire
i miei velivoli principalmente per applicazioni civili piuttosto
che per scenari di guerra.
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Entrambe
le macchine, sia la G450 che la
G455
cosi come tutti i progetti precedenti sono
pensate per l'utilizzo di diversi materiali che ne garantiscono
flessibilità, robustezza e resistenza. Ogni singolo punto
della macchina impiega diversi componenti a seconda del ruolo
ad essa destinato, della struttura e della funzione o dello sforzo
meccanico che quel dato elemento è atto a sopportare.
Il corpo principale della macchina è sostenuto da un telaio
in acciaio posto alla base del velivolo destinato a sostenere
i due turbo-generatori o MPU (Main Power Unit)
rispettivamente alloggiati uno nella prua, l’altro in coda
alla macchina, inoltre il velivolo è assolutamente privo
di organi di trasmissione meccanici, alberi o altri meccanismi
simili.
I serbatoi del carburante sono alloggiati invece nella zona centrale
della macchina, essi sono principalmente due; uno per ogni lato
e sono collegati attraverso un sistema idraulico che provvede
al travaso del carburante automatico, in modo da garantire una
corretta distribuzione del peso e del bilanciamento costante d’assetto.
Al centro della fusoliera al di sotto del pavimento tra i sedili
anteriori ed i posteriori è alloggiato il sistema di stabilizzazione
composto da una coppia identica di giroscopi interagenti attraverso
la gestione dell’AFC (Automatic Flight Control)
provvisto di otto accelerometri, sistemati a coppie di due alle
estremità dei quattro supporti alari.
Lungo
l’asse orizzontale del velivolo corrono i cavi di alimentazione
provenienti dal turbogeneratore posteriore, dai giroscopi, dagli
accelerometri e da tutti i sensori ed apparecchiature che sono
distribuite all’interno del velivolo e che infine incontrano
il sistema di controllo numerico e distribuzione della potenza
RRC, situato assieme agli altri sistemi di calcolo
nel guscio interno al pannello strumenti della macchina. L’RRC
invia gli impulsi elettrici ai quattro rotori, poiché si
tratta di un calcolatore di gestione degli otto motori elettrici.
Il trasporto delle informazioni provenienti dai sensori sistemati
nei vari punti della macchina, incluso i rotori, avviene per mezzo
di cavi ottici che risultano leggeri, oltre a poter trasportare
una quantità di informazioni importanti per il controllo
digitale delle varie fasi di funzionamento della macchina in tutti
i suoi punti ed in tutte le sue funzioni, si tratta in altre parole
del sistema nervoso dell'aeromobile.
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Sistemi
di gestione del volo (AFC)
Il
velivolo è progettato tenendo in considerazione una serie
di variabili che ne identificano l’impiego e l’architettura.
Entrambi gli aeromobili, la G450 e la
G455
sono propulse da un totale di otto motori
elettrici ad induzione trifase con magneti permanenti, controllati
elettronicamente attraverso un sistema che gestisce la potenza ed
il passo dei rotori in accordo con la posizione della macchina nello
spazio e della potenza richiesta. Il sistema di controllo dei rotori
infatti R.R.C. (Rotor Revolution Control) garantisce
una risposta rapida ad ogni richiesta di variazione dei giri di
ogni singolo rotore, poiché essi sono indipendentemente gestiti
in accordo con il sistema di controllo della stabilità del
volo A.F.C. (Automatic Flight Control); dispositivo
già presente nei precedenti CELLCRAFT sin
dall’inizio della loro storia, atto invece a gestire la qualità
del volo in termini di stabilità, prestazioni e naturalmente
sicurezza.
Questi
due dispositivi interagiscono contemporaneamente secondo una gerarchia
precisa in modo da mantenere sia l’assetto corretto sul piano
orizzontale in hovering - distribuendo
cioè la spinta in maniera ottimale su ogni singolo rotore,
sia durante il volo traslato, sia lungo tutta la fase di transizione
dal volo verticale a quello orizzontale e viceversa. Il sistema
è fondamentale soprattutto attraverso l’intero percorso
imprevisto che si possa delineare in una situazione d’emergenza.
L’RRC
gestisce sia il numero di giri di ogni singolo rotore, sia correggendo
eventuali anomalie di assetto attraverso una variazione più
o meno importante del passo delle pale di ogni rotore o del numero
di giri, sufficienti a garantire una eccellente qualità delle
prestazioni di manovra, soprattutto in condizioni particolari. Questo
dispositivo si mostra particolarmente utile specie in operazioni
condotte in volo stazionario qualora l’assetto risulti sbilanciato
dalla distribuzione dei pesi che notoriamente come accade negli
elicotteri costringe il pilota ad una correzione sul trim e sul
ciclico in modo da mantenere la macchina ben livellata.
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Sul
CellCraft diversamente da un convenzionale elicottero
- il cui centro di gravità è concentrato in un’area
precisa al di sotto di un unico punto di leva che è rappresentato
dal rotore - mentre l’escursione baricentrica su questo
velivolo risulta invece molto più ampia, poiché i
punti di forza sono prodotti dai quattro rotori che si trovano in
una posizione esterna all’area di carico, inoltre il sistema
di controllo dinamico dell'assetto rende la macchina più
stabile ed orizzontale di un aeromobile a singolo rotore. Non è
difficile immaginare una situazione in cui parte del carico si trovi
ad essere distribuito maggiormente verso un lato della macchina
piuttosto che ben posizionato all’interno dell’escursione
baricentrica indicata dal manuale di volo. Una tale situazione risulterebbe
comunque facilmente controllabile poiché la macchina è
dotata di due dispositivi distinti che agiscono in maniera indipendente,
sia che essa si trovi al suolo, sia che si trovi in una posizione
di volo stazionario.
Stabilizzatori
Dinamici
Il
CellCraft è dotato di due sistemi fondamentali
di controllo della stabilità sia relativi alla stabilità
al suolo, sia a quella in volo.
La
correzione della stabilità al suolo avviene attraverso gli
ammortizzatori del velivolo che sono equipaggiati con speciali sensori
che inviano informazioni relative all’escursione di ognuno
di essi ad un sistema di analisi che ne calcola il carico singolarmente
stabilendo la posizione del centro di gravità rispetto all’assetto
della macchina, disegnando un triangolo incluso tra i tre punti
di appoggio (carrelli).
Il computer principale per il controllo della stabilità e
dell’assetto AFC - già presente
sin dal primo progetto - provvede a correggere con una spinta
adeguata attraverso l’intervento dell’RRC
che quindi agirà indipendentemente su ogni singolo rotore
variandone la rivoluzione cosi come il passo delle pale, in modo
da mantenere la macchina in posizione di pre-decollo ben livellata
e questo lungo tutta la fase di distacco dal suolo fino a quando
la macchina inizia a galleggiare fisicamente in aria.
Una volta che l’aeromobile si trova in volo stazionario l’AFC
continuerà ad intervenire in modo costante ed invariabile,
traendo però le informazioni relative all’assetto non
più dagli ammortizzatori dinamici ma piuttosto da un dispositivo
situato al centro del velivolo composto da un giroscopio inerziale
interfacciato con gli accelerometri come descritto in precedenza
che inviano le informazioni relative all’assetto della macchina
rispetto al piano orizzontale.
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Il
dispositivo di controllo, (AFC) interviene attraverso
il controllo di potenza dei motori generatori MPU
variando la velocità di rotazione di ogni singolo motore
in modo da garantire la potenza necessaria alla manovra e questo
avverrà lungo tutta la fase del volo: dall’accensione
allo spegnimento. In altre parole la macchina è autonomamente
capace di intervenire e correggere perfino eventuali anomalie in
modo da garantire un assetto costante e stabile, esso è come
vedremo in avanti il sistema intelligente di bordo, in grado di
interagire sia con piloti esperti che con principianti in molteplici
situazioni, perfino di addestramento o pericolo.
Il pilota dunque dovrà semplicemente controllare che la potenza
applicata ai rotori sia sufficiente a mantenere l’aeromobile
alla giusta quota, agendo sul comando di potenza che interviene
sia sulla velocità di rotazione che su una più o meno
necessaria variazione di cambio del passo delle pale dei rotori;
il tutto in una sorta di combinazione sincronizzata in accordo con
l’azione del sistema RRC e l’AFC.
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©Gino
D'Ignazio Gizio |
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