Prima di spiccare il volo, il Falco Xplorer di Leonardo fa volare il suo gemello digitale
Con i suoi 1.300 kg di peso massimo al decollo e un’apertura alare di 18,5 metri, il più grande dei sistemi uncrewed di Leonardo, il Falco Xplorer, è il primo drone di classe MALE (Medium Altitude Long Endurance) a tecnologia interamente europea progettato per garantire il monitoraggio e la sorveglianza di vaste aree di territorio e di mare, grazie anche alla sua capacità di integrare fino a 350 kg di carico utile.
La cellula del sistema, interamente riprogettata, così come l’avionica, i comandi di volo e il complesso dei sensori che lo equipaggiano sono il frutto di un massiccio uso di algoritmi, Intelligenza Artificiale e realtà aumentata. Queste componenti critiche dell’aeromobile sono state integrate con scenari virtuali e modelli di simulazione al fine di poter volare virtualmente con il prototipo prima ancora che quest’ultimo fosse pronto a spiccare il suo primo volo.
A questo risultato Leonardo è arrivata utilizzando le tecnologie digitali già nelle fasi embrionali del progetto. L’aerodinamica dell’aeromobile è stata ottimizzata al computer tramite dettagliati modelli fluidodinamici, (Computational Fluid Dynamics) che hanno consentito di limitare il ricorso alla galleria del vento, diminuendo i costi e migliorando al contempo i processi durante lo sviluppo del drone. Inoltre, gli studi effettuati sui carichi delle parti meccaniche sono stati ottimizzati tramite modelli analitici computerizzati (Finite Element Modeling) che hanno massimizzato il rapporto tra la leggerezza strutturale e la solidità delle componenti del velivolo.
Maggiori prestazioni e più sicurezza grazie al Digital Iron Bird
Con la digitalizzazione l’hardware di un sistema e delle sue componenti nasce già di per sé flessibile e, grazie ad un ambiente che integra virtuale e reale, il cosiddetto “Digital Iron Bird”, si apporta valore aggiunto durante tutte le fasi di sviluppo, produzione, flight testing e gestione operativa di una nuova tecnologia. Nel caso del Falco Xplorer, il Digital Iron Bird, che si presenta come un simulatore di volo, è evoluto congiuntamente con lo sviluppo del drone, che è passato da piattaforma completamente virtuale a sistema reale.
Ottimizzati i processi e ridotti i costi durante le fasi di sviluppo e operative
L’impiego di questo ambiente di sviluppo ha molteplici vantaggi. Innanzitutto consente di gestire in modo efficiente le risorse sia nelle fasi di sviluppo del sistema, limitando al massimo la dipendenza dalla produzione dei primi prototipi, sia nelle fasi di volo, che con il velivolo reale richiederebbe un impiego maggiore delle stesse. Le missioni di prova infatti prima di essere “volate” sui prototipi vengono messe a punto e testate in ambiente virtuale, con il risultato di riuscire a identificare e consolidare le tecniche di prova ottimali, oltre a valutare gli aspetti di sicurezza del volo. Algoritmi di machine learning (che simulano sia condizioni normali che anomalie) consentono di identificare a terra potenziali rischi e quindi di mettere in atto le opportune correzioni. Gli equipaggi sperimentali impiegano infine l’ambiente digitale per addestrarsi e garantire un’efficiente raccolta di dati durante i voli sperimentali.
Un sistema di missione capace di gestire enormi quantità di dati
Xplorer è una piattaforma utile a svolgere missioni di diversa natura, tra cui sorveglianza e pattugliamento. Al fine di gestire l’enorme mole di dati provenienti da tutti i sensori installati a bordo del Sistema, è stato sviluppato in parallelo il Mission Management System. Al fine di raccogliere e gestire in maniera efficiente l’enorme mole di dati provenienti da tutti i sensori installati a bordo del Falco Xplorer, la cui certificazione è attesa a fine 2023, è stato sviluppato in parallelo il sistema di missione del drone, ovvero l’insieme di funzioni e sensori che consentono al velivolo di gestire i dati utili per lo svolgimento della sua missione. L’ATOS (Airborne Tactical Observation System) di Leonardo integrato sul drone consente all’equipaggio di interagire con i sensori di bordo (telecamere, infrarossi, radar, etc.) e di produrre moltissimi dati, che se non opportunamente gestiti potrebbero disorientare gli operatori. Tramite l’impiego di algoritmi e database, il sistema di missione esclude i dati non utili e raggruppa quelli utili, cosi che l’equipaggio possa avere sempre la massima consapevolezza dello scenario.