Nelle prossime settimane, a seguito del recente volo inaugurale del primo prototipo dell’A321XLR: MSN11000, altri due prototipi, attualmente in fase avanzata di produzione, si uniranno alla campagna di prove di volo di certificazione.

Gary O’Donnell, responsabile del programma A321XLR, fornisce una panoramica di ciò che ci aspetta nella fase di preparazione alla certificazione del tipo: “Fino alla fine di quest’anno, il nostro obiettivo è completare la costruzione e quindi ottenere l’autorizzazione al volo per il restante velivolo di prova di volo. Entro il quarto trimestre di quest’anno, i tre velivoli voleranno attivamente e avremo raggiunto un alto livello di maturità produttiva”.

Ci saranno effettivamente quattro velivoli per test di volo nel programma di sviluppo dell’A321XLR. “Le tre nuove build -XLR sono supportate da un normale A321neo aggiornato – MSN6839. Questo velivolo è già stato dotato di diverse importanti novità progettate per l’-XLR.“

Una volta che questi velivoli di sviluppo saranno tutti in volo, i test di volo globali saranno completamente avviati. In concomitanza con i test di volo è in corso la campagna di test di laboratorio a terra per finalizzare le modifiche dello standard seriale “Il completamento di queste attività e la presentazione di tutti i documenti finali verso la fine del prossimo anno alle autorità di aeronavigabilità ci consentirà di convalidare e certificare l’aeromobile completo. Questo ci consentirà di fornire alle compagnie aeree ciò di cui hanno bisogno il primo giorno, quando l’A321XLR entrerà in servizio nel 2024“, afferma O’Donnell.

Garantire la maturità industriale

“Parallelamente all’entrata in servizio, dobbiamo costruire il nostro sistema industriale completo, comprese tutte le maschere, tutti gli strumenti e i processi, non solo in tutte le fabbriche Airbus coinvolte, ma anche in quelle della nostra catena industriale estesa e presso i nostri fornitori in tutto il mondo . Dovremo anche caricarli con le parti e i materiali. Nel complesso, la messa in sicurezza del sistema industriale è un’attività enorme dietro le quinte che coinvolge soprattutto i nostri team di progettazione, produzione e catena del valore”, osserva O’Donnell.

“Il nostro terzo pilastro è proteggere tutta la documentazione del servizio clienti e le attrezzature di supporto a terra, quindi nel momento in cui consegneremo l’aereo al cliente sarà pronto per l’uso. E poi, e solo allora, trasformiamo questo progetto in “modalità seriale” e lo consegniamo al business più grande”.

Motivazione generale dell’ambito delle prove di volo

Philippe Pupin, che guida il team di ingegneria dei test di volo per il programma A321XLR, e che era uno dei membri dell’equipaggio a bordo del primo volo di MSN11000 nel giugno 2022, spiega la logica della fase di test di volo:

“Per diventare un aereo a lungo raggio, l’A321XLR deve trasportare più carburante, il che significa aumentare il peso massimo al decollo dell’A321. A sua volta ciò richiede un carrello di atterraggio e sistemi di frenatura potenziati. Tuttavia, poiché manteniamo invariata la spinta del motore, abbiamo apportato alcune modifiche aerodinamiche per mantenere le prestazioni desiderate al decollo. Ciò ha determinato le modifiche fisiche al sistema ad alta portanza – le lamelle e i flap – nonché la riprogrammazione del sistema di controllo di volo, che deve essere testato e certificato in volo. In termini di ore di volo dei test, il programma -XLR si trova a metà strada tra un velivolo nuovo di zecca e un derivato. Quindi dobbiamo “ritestare” praticamente tutto ciò che riguarda la progettazione degli aeromobili e la fisica del volo“.

Con l’A321XLR, Airbus ha anche colto l’occasione per implementare alcuni recenti sviluppi nel design generale del sistema di controllo di volo, che fino a quel momento era basato sull’architettura originale per l’A321 progettata nei primi anni ’90. L’obiettivo è migliorare la comunanza del design del controllo di volo in tutti i programmi e soddisfare ulteriormente l’implementazione dell’architettura Fly-By-Wire unificata di Airbus.

Testare le nuove funzionalità di fisica del volo dell’-XLR

Notevoli modifiche relative alla fisica del volo sull’-XLR (rispetto all’attuale A321neo) includono un sistema di flap interno a fessura singola più semplice (che sostituisce il flap interno a doppia fessura dell’ala dell’A321 originale); un “e-Rudder” segnalato elettronicamente (con relative modifiche ai computer di controllo di volo); e carrello di atterraggio, ruote e freni potenziati. 

Per ottenere un vantaggio iniziale per testare queste funzionalità, molte sono state adattate all’MSN6839 ben prima del completamento del primo A321XLR di nuova costruzione, incluso il nuovo sistema di flap interni. Avere quest’ultimo significa che MSN6839 è ora aerodinamicamente equivalente all’XLR una volta che il carrello di atterraggio è retratto. Ciò gli ha consentito di eseguire, ad esempio, i test di “velocità minima unstick” (VMU), la velocità minima assoluta alla quale un aeromobile può decollare. (I test VMU sono determinanti delle velocità operative di decollo utilizzate dai piloti di linea).

Sono inoltre necessari test funzionali per convalidare il funzionamento di nuovi sistemi non legati alla fisica del volo introdotti sull’-XLR. Due dei principali includono il nuovo sistema di gestione dell’acqua e delle acque reflue, nonché i nuovi elementi del sistema di alimentazione (pompe e sistemi di controllo, ecc.) Associati al serbatoio centrale posteriore integrato che può contenere fino a 12.900 litri di carburante aggiuntivo.

Incarichi per prove di volo – FTV1 e FTV2

Dei tre velivoli di prova A321XLR di nuova costruzione, i primi due – MSN11000 (noto come “FTV1”) e MSN11058 (“FTV2”) sono dotati della suite completa di strumentazione per prove di volo (FTI) e stazioni interattive per ingegneri.

Sia FTV1 che FTV2 saranno dotati di un sistema di zavorra ad acqua trasferibile per garantire il cambio del baricentro durante il volo. Nel complesso, si concentreranno sui sistemi tecnici del velivolo, sui controlli di volo aggiornati, sulla manovrabilità e sulle prestazioni. L’unica grande differenza fisica tra questi velivoli è il rispettivo tipo di motore: CFM LEAP-1As per FTV1 e motori P&W GTF per FTV2. 

Jean-Philippe Cottet, responsabile dei test di volo, afferma: “Stiamo certificando i due tipi di motore in parallelo sull’A321XLR nella stessa scala temporale. È la prima volta nella nostra storia, dal momento che nel recente passato abbiamo certificato le varianti di motore in sequenza una dopo l’altra”.

Tuttavia, per scenari di test in cui i tipi di motore non sono di per sé l’obiettivo, FTV1 e FTV2 possono eseguire un ambito simile di test di volo: “Possiamo facilmente scambiarli tra loro. Ad esempio, per valutare le qualità di manovrabilità dell’A321XLR abbiamo più di 100 voli da effettuare e solo alcuni di questi test sono specifici per FTV1 o FTV2, poiché la maggior parte può essere eseguita da entrambi i velivoli “, aggiunge.

Ad oggi il programma di prove di volo ha già completato: apertura di volo-inviluppo; autorizzazione delle leggi sul controllo del volo; valutazione della legge di rotazione e regolazione della protezione dell’angolo di attacco (AOA); voli ad alta velocità, calibrazione dell’anemometria, test a terra del sistema di alimentazione e carrello di atterraggio e alcuni test dell’autopilota.

Strumentazione per prove di volo (FTI) ad alta capacità di nuova generazione

Cottet sottolinea che il valore di avere prototipi è pienamente realizzato solo dalla loro capacità di fornire i migliori risultati e dati registrati ai team per l’analisi e la certificazione: “Stiamo utilizzando una nuova strumentazione per i test di volo in questi velivoli che è in grado di registrare approssimativamente per oltre 20 ore. Abbiamo bisogno di questa capacità, poiché abbiamo alcune missioni che ci richiedono di registrare grandi quantità di dati non solo durante il volo, ma anche prima e dopo il volo, ad es. per terra.”

“La nostra suite FTI a bordo può registrare ed elaborare fino a 80.000 righe di dati”, osserva. “Questo è alimentato da oltre 1.000 trasduttori di misura fisici installati in tutto l’aeromobile e il cui cablaggio all’interno dell’aeromobile può essere visto convergere verso la console dell’ingegnere dei test di volo e l’attrezzatura di telemetria”.

Elementi della cabina passeggeri e prove di rotta – FTV3

Il terzo aeromobile di nuova costruzione – MSN11080 (FTV3) – che è alimentato da motori CFM LEAP, è attualmente dotato di un’installazione FTI “più leggera” poiché i suoi compiti si concentreranno maggiormente sui test di maturità degli elementi interni della cabina passeggeri e anche sulla rotta dimostrando per i clienti.

Spiega Pupin: “Quando si trasforma un aeromobile a medio-corto raggio in un aeromobile a lunghissimo raggio, occorre prestare molta attenzione al comfort della cabina, sia in termini di comfort termico su un volo di 11 ore, sia in termini di livello di rumore. Stiamo quindi montando una cabina migliorata nell’-XLR che è più vicina a quella offerta nei nostri velivoli standard a lungo raggio”.

Oltre a mostrare l’interno dell’-XLR, i compiti di FTV3 si concentreranno anche sulla dimostrazione del funzionamento dell’aeromobile sugli scenari di rotta previsti per i suoi clienti, in particolare quelli cosiddetti “impegnativi” per convalidare il funzionamento dell’aeromobile alle estremità dei pesi al decollo, autonomia, vincoli della pista, temperature del suolo e condizioni meteorologiche, ecc.

“Dobbiamo dimostrare l’aeromobile da più tipi di piste che sarebbero sperimentati dai piloti, quindi abbiamo in programma di invitare i nostri clienti il ​​prima possibile a volare con noi, come hanno fatto sull’A330neo. Sono sicuro che impareremo molto, quindi questa campagna garantirà la consegna del prodotto che abbiamo promesso ai nostri clienti”, conclude Cottet.

Fonte: Airbus