INDUSTRIA AEROSPAZIALE, DI COSA SI OCCUPA E QUALI TECNOLOGIE SVILUPPA?

«Un piccolo passo per l’uomo, un grande salto per l’umanità», sono le leggendarie parole pronunciate da Neil Armstrong dopo aver poggiato i piedi sul suolo lunare. A partire da quel 20 luglio del 1969 l’industria aerospaziale ha letteralmente corso verso il futuro fino a rendere realtà imprese, un tempo solo fantascientifiche, come ad esempio il turismo spaziale.

Per spingersi sempre oltre i confini, il settore ha indubbiamente bisogno di fornire standard di sicurezza sempre più alti. E proprio l’applicazione dell’endoscopia nell’industria aerospaziale si è rivelata un ottimo alleata in tal senso. Grazie ai videoscopi e alle loro potenzialità è ormai possibile pianificare controlli non distruttivi, ovvero senza smontare le componenti di impianti e veivoli, sempre più rapidi ed efficaci.

Ma facciamo un passo alla volta e portiamo dalla domanda più scontata: “Di che cosa si occupa l’industria aerospaziale e quali sono le sue principali attività?”.

Quali sono le attività dell’industria aerospaziale?

Dietro ogni aereo che solca i cieli o ogni satellite che orbita intorno alla Terra, si cela una rete sofisticata di imprese, ingegneri, scienziati e tecnici che operano in sinergia per trasformare concetti avanzati in realtà operativa. Ma che cosa fa realmente l’industria aerospaziale? Quali sono i contesti in cui opere e le tecnologie applicate?

L’industria aerospaziale si occupa della progettazione, produzione, manutenzione e commercializzazione di veicoli in grado di operare sia all’interno che all’esterno dell’atmosfera terrestre. Comprende dunque due grandi ambiti:

• aeronautica: il settore relativo agli aeromobili (aerei, elicotteri, droni) che volano all’interno dell’atmosfera;
• astronautica: l’insieme delle attività riguardanti i voli spaziali, incluse navette, satelliti, veicoli orbitali, sonde e infrastrutture come le stazioni spaziali.

Oltre ai veicoli, l’industria produce una vasta gamma di sistemi ausiliari: motori, componenti elettronici, sensori, software di controllo, sistemi di propulsione, materiali compositi e strumenti per la navigazione e il controllo del volo. Il settore aerospaziale coinvolge numerosi attori: grandi aziende, PMI, enti pubblici, centri di ricerca e agenzie spaziali.

Qual è la differenza tra aerospaziale e aviazione?

Spesso tendiamo a sovrapporre il termine “aerospaziale” e “aviazione”. Tuttavia, le differenze tra i due settori sono sostanziali:

• l’aviazione si concentra esclusivamente sul volo atmosferico. Comprende il trasporto passeggeri, i voli cargo, l’aviazione generale e quella militare, la gestione aeroportuale, la sicurezza del volo e la manutenzione dei velivoli.
• l’aerospazio, invece, abbraccia una dimensione più ampia: include l’aviazione ma si estende allo spazio extra-atmosferico. Progetta veicoli che operano in condizioni estreme, come lo spazio profondo, e sviluppa tecnologie per satelliti, lanciatori, moduli di rientro, robot esploratori, rover e stazioni orbitanti.

Dal punto di vista tecnico, gli ingegneri aerospaziali affrontano problematiche complesse legate alla microgravità, alla resistenza termica, alla propulsione spaziale e alla gestione energetica in ambienti ostili.

Le tecnologie fornite dall’industria aerospaziale

L’industria aerospaziale è da sempre una fucina di innovazioni. Molte delle tecnologie che oggi consideriamo comuni sono nate qui. Infatti, il settore aerospaziale non si occupa semplicemente di far volare un velivolo o lanciare un satellite: si tratta di farlo in modo efficiente, sicuro, affidabile e sostenibile, in condizioni che spesso mettono alla prova i limiti della fisica e dell’ingegneria.

I materiali

L’industria aerospaziale ha contribuito in primis ad innovare lo sviluppo di materiali in grado di resistere a condizioni estreme. I velivoli, così come i veicoli spaziali, devono essere leggeri ma resistenti. Da qui la necessità di utilizzare leghe speciali, materiali compositi e fibre di carbonio capaci di garantire performance elevate riducendo il peso. Meno peso significa meno carburante, minori emissioni e costi più contenuti.

Manifattura additiva

A questa esigenza si affianca quella di sviluppare metodi produttivi sempre più sofisticati. È il caso della manifattura additiva, più conosciuta come stampa 3D, che consente di creare componenti complessi in un solo pezzo, ottimizzando tempi e risorse. A questa si aggiunge il cosiddetto design bionico, ispirato alla natura: strutture leggere ma incredibilmente solide, progettate per adattarsi a sollecitazioni complesse, proprio come fa uno scheletro animale o una ragnatela.

Propulsione

Anche sul fronte della propulsione, il settore ha fatto passi da gigante. Dalle classiche turbine aeronautiche ai motori a razzo, fino ai più recenti sistemi ibridi o elettrici, l’obiettivo è sempre lo stesso: aumentare l’efficienza, ridurre l’impatto ambientale e garantire massima affidabilità anche nelle condizioni più estreme.

Elettronica e sistemi di controllo

Non meno rilevante è il ruolo dell’elettronica e dei sistemi di controllo. I moderni velivoli e satelliti sono veri e propri centri di calcolo volanti, equipaggiati con sensori, attuatori, sistemi di navigazione e software avanzati. La guida autonoma, la gestione dei dati in tempo reale, la manutenzione predittiva e l’impiego dell’intelligenza artificiale sono ormai realtà operative in numerosi ambiti.

Navigazione satellitare

Infine, tra le tecnologie sviluppate dall’industria aerospaziale non si può non citare la navigazione satellitare, oggi parte integrante della nostra vita quotidiana. Dietro il funzionamento di GPS ci sono decenni di investimenti in tecnologia spaziale: un patrimonio che il settore ha costruito e continua a perfezionare.

In quali ambiti vengono applicate le tecnologie aerospaziali?

Quando pensiamo all’industria aerospaziale, spesso immaginiamo razzi che decollano o aerei che attraversano l’oceano. In realtà, il raggio d’azione di questo settore è molto più ampio e articolato. Le sue applicazioni sono numerose, e spaziano in campi che toccano direttamente la nostra vita quotidiana, anche se a volte non ce ne rendiamo conto.

Aviazione civile

Partiamo da ciò che ci è più familiare: gli aerei commerciali. Ogni volta che saliamo su un volo di linea, entriamo in contatto diretto con il risultato di decenni di ricerca aerospaziale. Il trasporto aereo è possibile grazie a una filiera tecnologica che unisce aerodinamica, propulsione, elettronica e materiali avanzati. Ogni singolo componente di un aeromobile, dai flap delle ali ai sistemi di atterraggio, è frutto di studi sofisticati e test rigorosi.

Difesa

Accanto al comparto civile, l’ambito militare rappresenta un altro pilastro fondamentale. L’aerospazio è essenziale per la sicurezza nazionale: droni da ricognizione, caccia multiruolo, radar ad altissima risoluzione, satelliti per la sorveglianza globale e sistemi missilistici sono solo alcuni esempi delle applicazioni militari.

Spesso, è proprio da questo settore che nascono le tecnologie più all’avanguardia, successivamente adattate a usi civili. È il concetto di dual use: una soluzione pensata per il campo militare che viene poi riconvertita, ad esempio, per la sicurezza civile, la gestione del traffico aereo o le comunicazioni satellitari.

Spazio

Lo spazio è il dominio in cui l’industria aerospaziale dà forse il meglio di sé. Le applicazioni spaziali sono ormai parte integrante delle infrastrutture del mondo moderno: dai satelliti meteorologici che ci aiutano a prevedere i cambiamenti climatici, a quelli di telecomunicazione che rendono possibile telefonare o navigare in Internet, fino ai satelliti per la navigazione (GPS, Galileo).

In ambito scientifico, i veicoli spaziali trasportano strumenti per studiare il Sole, i pianeti e l’universo profondo. Le missioni robotiche su Marte, i telescopi in orbita e le stazioni spaziali sono strumenti di esplorazione che spingono sempre più in là i confini della conoscenza.

Robotica e droni

Una delle evoluzioni più interessanti dell’ultimo decennio è quella legata ai sistemi senza equipaggio. I droni, nati come strumenti militari, oggi trovano applicazione in numerosi settori: agricoltura di precisione, ispezioni industriali, rilevamenti geologici, monitoraggio ambientale, sorveglianza urbana e molto altro. Grazie alla miniaturizzazione dei sensori e all’evoluzione dei sistemi di controllo remoto, i droni sono diventati strumenti preziosi per interventi rapidi, precisi e a basso costo.

La robotica aerospaziale, invece, è protagonista nello spazio: bracci robotici, rover planetari e veicoli autonomi operano in ambienti dove l’intervento umano sarebbe impossibile. Questi dispositivi devono essere in grado di funzionare a distanza, spesso in condizioni estreme, per anni senza possibilità di manutenzione.

Urban Air Mobility

Infine, guardando al futuro più prossimo, l’industria aerospaziale è anche alla base di ciò che potremmo chiamare “nuova mobilità aerea”. I cosiddetti aerotaxi elettrici, i velivoli a decollo verticale e i progetti di trasporto urbano su scala verticale sono oggi al centro di studi e sperimentazioni in tutto il mondo. 

L’obiettivo? Ridurre il traffico nelle grandi città e creare nuove modalità di trasporto veloce, sostenibile e integrato.

Quanto è presente in Italia l’industria aerospaziale?

L’Italia è tra i protagonisti dell’industria aerospaziale europea, con oltre 500 aziende attive, distribuite prevalentemente tra Lombardia, Lazio, Campania, Piemonte, Emilia-Romagna e Veneto. Il settore conta numerose micro e piccole imprese altamente specializzate e integrate nella catena del valore di gruppi globali.

Le principali realtà includono:

• Leonardo Spa: gruppo industriale strategico attivo in aerospazio, difesa e sicurezza.
• Avio Spa: leader nella propulsione spaziale e nei lanciatori (come il razzo Vega).
• Thales Alenia Space Italia: sviluppa moduli per la Stazione Spaziale Internazionale e satelliti.
• Piaggio Aerospace, Ge Avio, OHB Italia e numerosi fornitori di componentistica di precisione.

Più sicurezza nel settore aerospaziale con l’endoscopia industriale

Abbiamo fin qui osservato le immense possibilità e applicazioni delle tecnologie sviluppate dall’industria aerospaziale. Per operare però in contesti estremi, come ad esempio lo spazio, è più che mai doveroso assicurare standard di sicurezza molto elevati.

L’endoscopia industriale nel settore aerospaziale permette di effettuare ispezioni e controlli accurati senza necessità di smontare alcun componente. Come vengono sfruttati gli endoscopi in questo ambito?

Ispezione delle turbine a gas

Le turbine a gas degli aeromobili sono soggette a elevati stress termici e meccanici che possono causare l’insorgenza di microfessure o l’accumulo di depositi. I videoendoscopi consentono ai tecnici di accedere all’interno delle turbine e di identificare tempestivamente difetti critici.

Questa forma di controllo non distruttivo è di vitale importanza per evitare che piccoli problemi si evolvano in guasti gravi. La manutenzione degli aeromobili sfruttando l’endoscopia industriale migliora la sicurezza complessiva dei velivoli, ma al tempo stesso riduce i costi relativi ad eventuali riparazioni future. 

Inoltre, la possibilità di registrare video e immagini offerta da questi strumenti consente di dar vita ad un registro accurato dello stato delle turbine, che sarà d’aiuto per analisi comparative e per monitorare l’evoluzione dei difetti nel tempo.

Manutenzione dei motori a reazione

I motori a reazione sono probabilmente i componenti più complessi degli aeromobili e richiedono una manutenzione costante per garantire prestazioni ottimali. I videoendoscopi diventano quindi vitali per l’ispezione periodica delle camere di combustione, dei compressori e delle turbine interne. 

Qui, si accumulano residui e si creano deformazioni causate dal surriscaldamento del motore, che potrebbero riflettersi negativamente sulle prestazioni del velivolo stesso.  L’ispezione è utile per rilevare tempestivamente le anomalie. Ancora una volta la manutenzione preventiva rappresenta l’antidoto contro guasti improvvisi ed il rischio di incidenti. 

Ispezione delle pale dei rotori degli elicotteri

Nel caso gli elicotteri i videoendoscopi sono utili nelle ispezioni dei sistemi di trasmissione e delle pale del rotore. Queste ultime sono soggette a carichi ciclici elevati e devono essere monitorate regolarmente per identificare crepe, segni di usura o altre anomalie strutturali. 

Gli stumenti di endoscopia industriale possono accedere anche alle aree più difficili, come le giunzioni tra le pale e il mozzo del rotore, le quali risultano particolarmente vulnerabili. Una manutenzione accurata riduce il rischio di vibrazioni indesiderate e assicura un volo stabile.

Ispezione dei sistemi idraulici e di alimentazione

Il corretto funzionamento dei mezzi prodotti dall’industria aerospaziale dipende in gran parte dal corretto funzionamento dei I sistemi idraulici e di alimentazione. Tra questi i più rilevanti sono il carrello di atterraggio, i freni ed ovviamente tutte le apparecchiature per il controllo del volo. 

I videoendoscopi permettono di monitorarli senza dover smontare le varie parti, riducendo così i tempi di fermo e minimizzando i rischi di danneggiamenti accidentali. L’opportunità di verificare l’integrità interna delle tubazioni e dei raccordi serve a prevenire perdite e malfunzionamenti. 

Inoltre, i dispositivi per i controlli non distruttivi possono anche monitorare in tempo reale le condizioni interne dei sistemi idraulici per evitare l’accumulo di particelle o impurità che potrebbero ostruire le valvole o i raccordi.

Ispezione dei componenti strutturali interni

L’endoscopia applicata al settore aerospaziale velocizza enormemente le operazioni dei componenti strutturali interni degli aeromobili come le travi, i longheroni e le costole. I videoendoscopi raggiungono facilmente le aree più difficili scongiurando interventi di smontaggio estensivo.

Le ispezioni degli elementi appena citati sono rilevanti per prevenire e monitorare la corrosione nascosta ed il degrado strutturale. 

Quali sono i vantaggi dell’utilizzo degli endoscopi nel settore aerospaziale?

I vantaggi portati dagli endoscopi nell’industria aerospaziale sono numerosi ed in un certo senso abbiamo avuto modo di osservarli nei paragrafi precedenti.  Le sonde degli strumenti possono essere caratterizzate anche da pochi millimetri di diametro. Tale caratteristica fa sì che i videoendoscopi possano essere sfruttati per ispezionare cavità anche molto piccole, proprio come quelle di un motore oppure come bulloni o dadi.

Questo aspetto si traduce in un notevole risparmio per le aziende del settore aerospaziale, le quali eviteranno lunghe, complesse e costose operazioni di smontaggio e montaggio limitate semplicemente alla manutenzione.

La concorrenza, soprattutto per quanto riguarda il trasporto aereo, è a dir poco spietata. La possibilità di limitare i tempi di fermo dei velivoli assicura quindi un vantaggio competitivo alle compagnie. 

Nel catalogo di FiberOptic sono presenti videoendoscopi pronti a soddisfare qualunque esigenza. Si tratta di strumenti all’avanguardia, in grado di offrire una risoluzione di altissima qualità per valutare al meglio gli elementi ispezionati, individuando anche i minimi difetti.

Insomma, l’industria aerospaziale si muove ad alta velocità verso nuovi orizzonti: l’endoscopia industriale sarà la sua fedele compagna di viaggio!