Introduzione

E’ con Phantom Work, l’unitá che si occupa di Ricerca e Sviluppo, che Boeing sta definendo le future tecnologie dell’industria aerospaziale.

La visione di Phantom Work racchiude un futuro popolato da aerei e veicoli spaziali più sicuri, più potenti e più affidabili di quelli di oggi – e in grado di essere progettati, costruiti e mantenuti in tempi molto minori con costi molto inferiori.

Cosa ancora più importante, i nostri ingegneri stanno sviluppando le tecnologie, i processi e i sistemi che trasformeranno queste potenzialità future in realtà.

Advanced Theater Transport (ATT)

Per meglio venire incontro alle future necessità dell’ USAF, dell’U.S.Army e delle Joint Forces, questo aereo dall’inconsueto aspetto senza coda è in via di sviluppo per: 1) portare il doppio del carico degli attuali trasporti, con riduzione del numero dei voli; 2) decollare ed atterrare da piste lunghe un terzo rispetto a quelle oggi utilizzate, su superfici preparate e non, aumentando l’area globale delle operazioni; 3) essere in grado di imbarcare e scaricare il carico in maniera autonoma in meno della metà del tempo normale, diminuendo la vulnerabilità ed aumentando la sopravvivenza.

Air-Launch System

Il nuovo piccolo sistema di lancio aereo portato in corso di sviluppo presso i Phantom Works potrebbe aumentare le capacità di risposta militare tattica degli Stati Uniti ed espandere le capacità di lancio civili e commerciali. Questa soluzione per i lanci su richiesta, con breve preavviso ed a basso costo, è progettata per essere portata in volo sul dorso di un Boeing 747, dal quale si separa per mettere in orbita il suo carico militare o commerciale.

Antenne a scansione elettronica

Antenne a scansione elettronica sottili, leggere ed economiche, le antenne a scansione elettronica ("phased array") sono state sviluppate per migliorare la velocità di trasmissione dati su piattaforme militari e commerciali. Questa tecnologia permette agli utilizzatori militari di ricevere da unità aeree, marittime e terrestri i dati a banda larga e alta velocità dal Global Broadcast System. La tecnologia permette alle linee aeree commerciali la trasmissione simultanea di dati e segnali televisivi. Tempistica intorno al 2012.

Blended Wing Body

Con l’integrazione di motori, ali e fusoliera in una singola superficie portante, il progetto del blended wing-body transport (BWB) promette significative efficienze strutturali ed aerodinamiche che dovrebbero tradursi in autonomia maggiore, consumi ridotti, bassi costi di costruzione, una maggiore affidabilità ed una maggiore sicurezza.

Canard Rotor/Wing

Canard Rotor/Wing: il Canard Rotor/Wing è un aereo rivoluzionario che può volare come un elicottero ed un aereo ad ala fissa. Il suo design "reaction drive" elimina la necessità di un più complicato, costoso e pesante albero di trasmissione meccanico e del sistema anticoppia. Le sue ali fisse gli permettono di volare più velocemente, più in alto e con una maggiore manovrabilità dei comuni velivoli ad ala rotante.

Comandi di volo avanzati

Comandi di volo avanzati per aumentare la sicurezza degli aerei e ridurne i costi, i Phantom Works stanno sviluppando e provando dei sistemi di comandi di volo di emergenza che consentono al pilota di volare ed atterrare con un aereo che abbia perduto in tutto o in parte i comandi di volo primari. Questi sistemi comprendono un sistema “intelligente” di comandi di volo che impiega software a rete neurale che modella le caratteristiche aerodinamiche dei comandi usando una quantità di software 40 volte minore di quella richiesta dal software convenzionale. Dato che questa tecnologia fornisce maggiori prestazioni con minore programmazione, è in grado di rispondere più velocemente ad un’ampia gamma di anomalie di volo – e costa meno.

Friction Stir Joining

"Friction Stir Joining" i Phantom Works hanno sviluppato con successo un nuovo procedimento per unire parti metalliche meglio, più velocemente ed in maniera più economica che con la tradizionale saldatura ad arco. Premendo una testa cilindrica rotante contro le parti da unire, l’attrito riscalda i materiali e li porta ad uno stato plastico che li fonde letteralmente fra loro. Questo procedimento produce giunzioni prive di difetti e del 30% più forti della saldatura ad arco – in circa un terzo del tempo e per meno della metà del costo. Attualmente la tecnica è impiegata nella costruzione dei serbatoi di propellente dei vettori Delta II, III e IV ed è allo studio per l’uso su missili ed aerei.

Grandi strutture unitarie (coda C-17)

La maggiore efficienza di progettazione offerta dalla modellazione tridimensionale è esaltata dall’uso di tecnologie avanzate di costruzione che permettono di produrre di grandi strutture unitarie con meno parti, meno rivetti e meno variazioni di montaggio rispetto a quelle tradizionali. Usando la progettazione in 3-D, macchine utensili ad alta velocità e la produzione automatica di parti in compositi, i Phantom Works hanno creato per il C-17 una nuova coda in materiali compositi che rispetto a quella in alluminio richiede il 90% in meno delle parti, l’80% in meno dei rivetti ed il 70% in meno delle attrezzature. Ancora meglio, la nuova coda costa la metà di quella precedente e pesa il 20% in meno.

Modellazione e simulazione in 3-D

Modellazione e simulazione in 3-D i Phantom Works stanno sviluppando ed applicando la simulazione, la progettazione in 3-D e la realtà virtuale per ridurre della metà i tempi ed i costi di progettazione, eliminare la necessita di costruire costosi prototipi dell’hardware e produrre subito sistemi più efficienti ed economicamente sostenibili. Molti di questi strumenti e procedure sono stati convalidati sul dimostratore X-32 per il Joint Strike Fighter e sono ora impiegati e perfezionati per risparmiare sui tempi e sui costi di progetti quali l’UCAV e lo X-37, e nella riprogettazione di aerei militari e commerciali già esistenti.

Posizionamento automatizzato delle fibre

Per la produzione di grandi strutture unitarie, risparmi dello stesso genere possono essere ottenuti con il posizionamento automatizzato delle fibre. Poiché le singole fibre composite si seguono le forme complesse meglio di quanto facciano i compositi in fogli, con il posizionamento delle fibre si possono realizzare in un sol pezzo in compositi strutture dalle forme complesse, come le grandi prese d’aria - meglio, più velocemente e a costi del 40% inferiori ai metodi tradizionali.

Sistemi ad architettura aperta

Sistemi ad architettura aperta poiché i sistemi avionici rappresentano una parte consistente dei costi “fly-away” e “life cycle” degli aerei e dei veicoli spaziali, i Phantom Works hanno posto in atto un’iniziativa denominata “Bold Stroke”, il cui obiettivo è di ridurre della metà i costi di sviluppo, “fly-away” e supporto attraverso l’impiego di tecnologie informatiche disponibili sul mercato. Questi sistemi sono stati introdotti con successo su aerei quali il C-17, l’F/A-18E/F, l’AWACS ed il Wedgetail e saranno applicati agli aerei ed ai veicoli spaziali della prossima generazione quali Joint Strike Fighter e UCAV.

Solar Orbit Transfer Vehicle (SOTV)

Solar Orbit Transfer Vehicle (SOTV) per ridurre fino al 90% il costo di trasferimento dei carichi da un’orbita all’altra, i Phantom Works stanno sviluppando il Solar Orbit Transfer Vehicle. Usando un avanzatissimo motore razzo solare ad alta efficienza, questo mezzo può portare nell’orbita desiderata dal 50 al 100% di carico in più rispetto ad uno stadio superiore a propellente chimico avanzato. E una volta in orbita il SOTV produrrà energia elettrica per sette anni e più.

Stitched RFI

Stitched RFI i Phantom Works hanno sviluppato una nuova tecnologia per i compositi chiamata “stitched resin film infusion” ("Stitched RFI", infusione di pellicola di resina intessuta). Questo procedimento comporta la cucitura a secco di strati di tela intrecciata di compositi ed il suo impregnamento con resina a caldo e sotto pressione. Paragonato al procedimento “pre-preg composite” convenzionale, lo “stitched RFI” è in grado di produrre strutture a rete che resistono alla delaminazione e ad altri tipi di danni. Usando questa tecnologia, i Phantom Works hanno prodotto il prototipo di un’ala in compositi lunga quasi 14 m che rispetto ad una in alluminio ha il 60% in meno di parti, il 25% in meno di peso e un costo inferiore del 20%.

Unmanned Combat Air Vehicle

Unmanned Combat Air Vehicle se risulteranno fattibili, gli Unmanned Combat Air Vehicles (UCAV, Velivoli da Combattimento Non Pilotati) potranno accrescere in maniera significativa l’efficacia e la sopravvivenza degli aerei da combattimento pilotati, abbassando in maniera altrettanto significativa il costo complessivo delle operazioni di combattimento. I Phantom Works stanno ora producendo due sistemi per dimostrare le tecnologie chiave, le capacità operative ed i vantaggi economici nel portare a termine pericolose missioni di combattimento. Le prove in volo dell’UCAV X-45A dovrebbero avere inizio verso metà 2002.

VECTOR

VECTOR è un progetto multinazionale che sfrutta l’aereo X-31A per dimostrare che la spinta vettorata può essere impiegata per fare decolli e atterraggi cortissimi. Le capacità ESTOL potrebbero dare notevoli benefici operativi ed economici per gli aerei imbarcati, riducendo ad esempio l’esigenza di sganciare il carburante ed i carichi in eccesso prima dell’atterraggio, oppure il logorio di catapulte e barriere d’arresto, oppure riducendo l’usura degli aerei e, di conseguenza, il bisogno di rinforzarne le strutture. L’X-31A VECTOR ha volato per la prima volta nel febbraio 2001. Il ciclo sperimentale si é concluso nel gennaio 2003.

X-37 Experimental Reusable Space Plane

X-37 Experimental Reusable Space Plane al fine di rendere il trasporto nello spazio ampiamente disponibile, economicamente sostenibile ed affidabile come i viaggi aerei al giorno d’oggi, i Phantom Works stanno sviluppando l’aereo spaziale X-37 come banco di prova per un’ampia varietà di tecnologie per la cellula, la propulsione e le operazioni. Il veicolo, non pilotato ed operante in maniera autonoma, sarà in grado di volare a Mach 25 con modalità operative comparabili a quelle di un aereo e sarà il primo velivolo sperimentale ad operare sia nell’ambiente orbitale che in quello del rientro nell’atmosfera.