PORTE, VANI E ZONE VELIVOLO Struttura funzionale del velivolo La struttura fisica dei velivoli è condizionata dalla missione e dal modello, ma alcune Zone tipiche sono sempre riconoscibili, ed in termini generali indichiamo allo studente le tradizionali funzionalità attribuite ad alcune parti del velivolo, a prescindere dal modello e dal fabbricante. Si tratta quindi di iniziare a riconoscere la generica struttura del velivolo, la varie soluzioni tradizionalmente utilizzate, la denominazione in italiano e spesso in inglese e le dislocazioni tradizionali dei vari impianti. Installazione dei motori: le soluzioni costruttive dipendono dalla missione del velivolo, dal numero dei motori che debbono esser installati, e dalla tradizione costruttiva del fabbricante come sinteticamente indicato nella figura allegata: Assi di simmetria del velivolo: vengono riportati delle figure nelle quali si possono riconoscere gli assi di simmetria del velivolo e la tradizionale collocazione di destra e sinistra : VANI /PORTE/ ZONE 2007 1
Zona Ali: costituiscono la struttura ove si sviluppa la portanza e comprendono i serbatoi del carburante, alcuni comandi di volo primari e secondari, l alloggiamento d impianti, i cablaggi, le antenne, le luci, i punti di sollevamento, i pannelli di servizio a terra ecc. In alcuni tipologie di velivoli i propulsori ( turbogetto, turboelica, motori alternativi) sono collegati alle ali mediante apposite strutture per la trasmissione della spinta e con tutti gli impianti che interfacciano motori e velivolo. Esistono Velivoli con Ala Alta ( C130, C5A) ed altri con Ala Bassa: la scelta dipende spesso dalla necessità ai avere una piano della fusoliera libero dal passaggio dei longheroni alari e nei due casi i vantaggi e gli svantaggi sono compensati dalla specificità della missione. Struttura alare di un MD80 Struttura alare MD11 VANI /PORTE/ ZONE 2007 2
Sezione alare: comandi di volo, serbatoi carburante Zona di Coda: comprende lo stabilizzatore verticale, quello orizzontale, il timone di direzione e profondità, varie posizioni stabilizzatore orizzontale, alloggiamento componenti idraulici e pneumatici in zona non pressurizzata, alloggiamento non pressurizzato vano APU, ecc. In alcune tipologie di velivoli i propulsori sono collegati alla fusoliera nella zona di coda. Struttura di coda di MD80 VANI /PORTE/ ZONE 2007 3
Deriva MD80 Timone direzione MD80 VANI /PORTE/ ZONE 2007 4
Stabilizzatore MD80 Stabilizzatore MD80: dettagli struttura, antighiaccio VANI /PORTE/ ZONE 2007 5
MD11: dettagli installazione motore, stabilizzatore/deriva Particolari Cono di coda MD11 VANI /PORTE/ ZONE 2007 6
MD11: dettagli dispositivi di servicing per manutenzione zona coda Zona di fusoliera: comprende in generale le zone ove sono alloggiati piloti, passeggeri, carico pagante, gran parte degli alloggiamenti degli impianti, e si divide in due macro aree: zona pressurizzata e zona non pressurizzata. Sezione fusoliera velivolo Wide Body: Zone pressurizzate e non Zona cabina piloti Zona passeggeri Zona merci Vani non pressurizzati Porte di accesso VANI /PORTE/ ZONE 2007 7
Dettaglio zone tipiche fusoliera pressurizzata Zona anteriore non pressurizzata: comprende la sede della antenna e sistemi di tilt del radar, l alloggiamento del carrello anteriore, dei sistemi di attuazione, dei suoi portelloni e dei dispositivi di steering, ecc Zona Fusoliera pressurizzata: risulta delimitata da due strutture anteriore e posteriore di tenuta alla pressurizzazione e comprende la cabina piloti, la cabina passeggeri, la zona cargo e bagagliai, i vani apparati elettronici, le porte passeggeri, le uscite d emergenza, le porte di servizio, i portelloni cargo, le scale passeggeri anteriori e posteriori, i portelli di servizio, le scale di servizio per l accesso ai vani di alloggiamento apparati, i punti di sollevamento fusoliera, i pannelli di servizio a terra, le luci, ecc Disposizione tipica passeggeri/merci velivolo commerciale: Zona sedili passeggeri Zona galley, toilette VANI /PORTE/ ZONE 2007 8
Zona cargo: Zona cargo: porta di accesso, meccanismi di trascinamento, sistemi di ancoraggio Schema meccanismi trascinamento contenitori merci meccanizzati Zona vano carrelli principali: non pressurizzata e destinata ad alloggiare anche molti componenti idraulici/meccanici di vari impianti, i sistemi di attuazione carrelli e portelloni, ecc: Punti di sollevamento velivolo: sono le zone specificatamente destinate alla applicazione dei crick di sollevamento che permettono in alcuni punti di sollevare solo l assale per la sostituzione della ruota, ed in altri casi di sollevare l intero velivolo per le operazioni di VANI /PORTE/ ZONE 2007 9
manutenzione, ed il altri casi gravi di recuperare il velivolo quando, in emergenza, sia a terra ma non sui carrelli. Punti di sollevamento velivolo con crick Schema tipo di disposizione dispositivi di sollevamento gonfiabili VANI /PORTE/ ZONE 2007 10
Dispositivi da installare per sollevamento del velivolo con crick Propulsori ed APU: sono posizionati, generalmente, in corrispondenza delle ali ed a volte in coda, a volte ali e coda e comprendono anche i piloni di collegamento, gli impianti collegati al motore stesso o all APU, prese d aria, il sistema inversione spinta, le cappotte motore, ecc Relazione tra velivolo ed impianti di bordo. Il corso di Impianti di Bordo prevede la trattazione degli impianti fondamentali ( non tutti) di un velivolo da trasporto civile, e delle loro funzionalità la cui finalità concorrere a rendere efficace, efficiente e sicura la missione del velivolo. La presenza di questi Impianti/dispositivi determina però una serie di esigenze indotte di cui lo studente dovrà iniziare ad avere una conoscenza di base: Spazio e volumi per alloggiare i sistemi Accessibilità in misura significativa, e nella presente lezione si vuole dare allo studente una prima visione della loro natura, del loro ingombro, la terminologia utilizzata del loro peso ed anche gli impatti sui costi. Esigenze di sicurezza: alcuni impianti per motivi di sicurezza sono in genere installati in modo da garantire, anche in caso di avaria, la massima sicurezza: ad esempio l impianto APU è alloggiato in una zona non pressurizzata e schermato, le tubazioni dell impianto carburante sono dislocate in zone non pressurizzate e spesso schermate, le tubazioni VANI /PORTE/ ZONE 2007 11
dell impianto pneumatico ove transita aria ad alta temperatura sono in genere lontane dai cablaggi elettrici e dalle tubazioni carburante, ecc. Esigenze di centraggio: ad esempio nei velivoli con carrello triciclo con carrello anteriore avanti a quello principale la distribuzione dei pesi del velivolo a vuoto risulta di conseguenza obbligata, come anche la posizione dei serbatoi e delle stive del carico pagante ed a volte anche le procedure di carico e scarico. Infatti, la definizione dell architettura degli impianti non può prescindere dalle problematiche dei pesi, del centraggio, degli ingombri, dei costi di costruzione, di quelli di installazione e dalle esigenze di manutenzione in termini di accessibilità e tempo di fermo macchina, oltre agli aspetti di costruzione modulare di interi segmenti del velivolo in stabilimenti anche lontani (quasi completi come impiantistica e pronti ad essere solo accoppiati) che vengono prodotti e testati in località diverse da quelle di assemblaggio finale e test del velivolo stesso. Le zone tipiche di un velivolo commerciale Il velivolo commerciale passeggeri ( al quale facciamo riferimento in modo particolare) utilizza per il suo scopo primario solo la parte cilindrica della fusoliera, mentre la parte anteriore è destinata alla cabina piloti e la parte posteriore di coda, non pressurizzata, è destinata ad alloggiare alcuni impianti. Il pavimento della cabina passeggeri separa idealmente il volume utile in due parti: Una parte superiore riservata alla Cabina Piloti ed al trasporto dei passeggeri ove oltre ai sedili ed i corridoi sono installate le Galley, le Toilettes, le cappelliere, alloggiamenti per dispositivi di emergenza, i porta abiti, ed una parte di impianti velivolo posti spesso nella zona ceiling della cabina stessa (condotti condizionamento, cablaggi, linee di comando, ecc). Una parte inferiore destinata ad alloggiare merci, bagagli ed alcuni impianti, tra cui il Vano carrelli principali Questa classificazione è da considerarsi di massima in quanto la parte superiore nei velivoli Combi o Cargo comprende la merce, alcuni velivoli hanno le galley poste sotto il pavimento della cabina passeggeri collegati con impianti di sollevamento, come anche nel caso dei posti riposo equipaggio per velivoli di lungo raggio, per passare poi a velivoli quasi a due ponti (zona anteriore del B747), fino a velivoli a doppio ponte per passeggeri come nel A 380. Una descrizione di maggior dettaglio delle principali zone elencate è riconducibile a: Cabina piloti La zona è destinata al personale di condotta nel numero e ruolo che la missione richiede, e risulta dotata delle postazioni ove prende posto l equipaggio di condotta e l eventuale osservatore, e comprende i comandi per la condotta del volo e quelli di governo di tutti gli impianti, la strumentazione, i sistemi di avviso, i sistemi di comunicazione radio ed interfonico con i passeggeri, con gli assistenti di volo e di manutenzione, i sistemi di navigazione, ecc La cabina piloti è separata da quella passeggeri da una porta blindata per motivi di sicurezza, la visione verso l esterno avviene mediante finestrini sia fissi che scorrevoli, a volte usati anche come uscita di emergenza per il personale di condotta. Alcuni velivoli hanno la cabina piloti che comunica - tramite una botola sul pavimento - con il vano elettronico sottostante per consentire l accesso agli apparati in caso di avaria, mentre i velivoli Wyde Body (B747, MD11, ecc) hanno anche l accessibilità al suolo mediante un portello di fusoliera che mette in comunicazione l interno con il suolo, tramite scale retrattili. VANI /PORTE/ ZONE 2007 12
Cabina passeggeri Tutta questa parte della fusoliera, oltre alle poltrone passeggeri ed alle vie di accesso comprende anche: Toilette: sono in proporzione al numero dei passeggeri ed alla durata del volo. Galley: destinate ai servizi di catering, anche questi legati al numero di passeri, alla durata del volo, ma anche al numero delle classi offerte ed allo standard di marketing prescelto. Una galley, in genere, comprende contenitori per cibi e bevande, forni, bollitori, frigoriferi, contenitori per rifiuti, ecc Ripostigli: sono utilizzati come porta-abiti, oltre che per lo stivaggio del bagaglio a mano, del materiale pubblicitario, delle porta riviste, degli articoli del free shop, ecc Vani accessori emergenze: sono utilizzati per contenere i kit medicali, i salvagente, le bombole ossigeno portatili, gli estintori portatili, del materiale dimostrativo ecc. Posti riposo equipaggio: sono uno standard previsto per voli di lunga durata. In alcuni velivoli vengono realizzati in zone dedicate della cabina passeggeri, in altri nelle zone dei ceiling della cabina stessa o nelle zone di bagagliai. Sono realizzati con tecniche modulari, sono dotati di posti letto, sistemi di comunicazione, avvisi di emergenza, ecc e rappresentano un fattore significativo in termini di costi, ingombri ed oneri di allestimento. Alloggiamento sistemi di intrattenimento: trattasi di Sistemi di Entertainment che possono essere individuali o collettivi. Comprendono sistemi di diffusione audio e video che in base alle tecnologie utilizzate possono essere relativi a zone del velivolo con stato di avanzamento pre-selezionato o, come nel caso dei velivoli più moderni, il passeggero seleziona a livello individuale cosa e quando vuole. Le connessioni a livello passeggero sia telefonica che internet sono ormai quasi uno standard. VANI /PORTE/ ZONE 2007 13
Zone cargo Nei moderni velivoli la complessità e la gestione di questi impianti prevede ormai delle zone dedicate e rappresenta un potente strumento di marketing e richiede livelli di affidabilità ed assistenza tecnica molto spinte. Le merci ed i bagagli trasportati dispongono di apposite zone posizionate in genere sotto il pavimento zona passeggeri, mentre nel caso di velivoli Combi o piccoli Regional ) occupano anche parte della cabina passeggeri. Tali zone sono pressurizzate, ventilate e di un sistema di riscaldamento e ricambio di aria. Alcune zone ove il controllo della temperatura è dotato di un sistema di regolazione e controllo si possono trasportare anche animali. Le zone cargo sono accessibili tramite appositi portelloni utilizzati durante le operazioni di handling, sono in genere dotate di reti di protezione per la merce sfusa onde evitare spostamenti del baricentro durante le accelerazioni o anche danni alle strutture. Nei velivoli di una certa dimensione, ove la necessità di rendere rapide le operazioni di handling e certo il riconoscimento della destinazione del carico è fattore di successo commerciale, i bagagli e la merce viaggiano in contenitori o pallet, ed il loro stivaggio, movimentazione avviene mediante sistemi automatizzati, il cui costo di installazione, manutenzione e peso viene giustificato dalla rapidità delle operazioni di handling tra un volo ed il successivo. Questo comporta che anche l organizzazione di handling aeroportuale si adeguerà alla tipologia di spedizione ed alle dimensioni dl velivolo (contenitori e pallets di vari standard) dotandosi di speciali sistemi di trasporto e caricamento del carico. Questo è un esempio non solo di come gli impianti velivolo si debbano adattare alla missione commerciale, ma anche di come l organizzazione a terra deve adeguarsi e standardizzarsi: un esempio si è avuto negli anni 70 con l arrivo dei Wide Body, ed analogamente si avrà con l entrata in servizio degli A380. Vani di servizio impianti Gli impianti di bordo necessitano di appositi vani alcuni situati in zona pressurizzata, altri in quella non pressurizzata. Le diverse caratteristiche sono determinate dal volume degli impianti, dalla necessità di sicurezza in caso di perdite ed inquinamento (aria calda del pneumatico, fumi, vapori ecc), da vincoli di accessibilità per manutenzione, ecc) dal contenimento del rumore, dal rischio di incendio ecc. La localizzazione dei vani è indicativamente la seguente: Zona anteriore del musone velivolo: radar, apparati elettronici Zona inferiore del musone velivolo: alloggiamento carello anteriore Zona inferire cabina piloti: vani alloggiamneto apparati elettronici Zona centrale inferiore della fusoliera: vano carrelli ed impianti/componenti idraulici Zona superiore cabina passeggeri: condizionamento, cablaggi, comandi di volo Zona laterale bagagliai: tubazioni e cablaggi vari Zona posteriore di coda: in genere dopo la paratia di pressurizzazione sono alloggiati componenti del condizionamento, comandi di volo, APU, ecc. Zona del bordo di entrata alare: tubazioni pneumatico, antighiaccio, collettori carburante, cablaggi vari VANI /PORTE/ ZONE 2007 14
Zona posteriore alare: sistemi di azionamento comandi di volo, cablaggi Zona centrale alare: serbatoi, condotti, componenti impianto carburante. Alcuni vani sono anche dotati di sistema di ventilazione dedicato (ad esempio raffreddamento di apparati soprattutto durante le operazioni a terra). Tali vani sono in genere accessibili solo dall esterno e dotati di appositi portelli protetti da sensori per il controllo della perfetta chiusura, con avvisi luminosi in cabina piloti. In alcuni casi possono essere accessibili anche dall interno della fusoliera ed in questo caso sono pressurizzati. Alcuni vani destinati agli impianti sono a volte a livelli dal suolo non accessibili per un operatore ed in questo caso i velivoli( tipo Wide Body) dispongono di apposite scale di accesso alloggiate sul velivolo stesso, che possono rendere accessibili gli impianti per interveti di manutenzione senza una eccessiva dipendenza dal sistema aeroportuale. Porte e Scale La tipologia comprende vari tipi e soluzioni tecniche: Porte passeggeri (lato sinistro fusoliera) per l accesso passeggeri Porte di servizio (lato destro fusoliera) per carico /scarico galley e servizi a terra. Portelloni cargo/vano carrelli: sono azionate con meccanismi idraulici Portelli vani: comprende accesso APU, vani elettronici, comandi sistema di rifornimento. Ecc Scale passeggeri: per velivoli di dimensioni medio -piccole sono a volte disponibili scale meccanizzate sia anteriori che di coda, per rendere più autonomo il velivolo nello handling e contenere i costi di assistenza. Scale di servizio: alcuni velivoli di grandi dimensioni dispongono di scale di servizio retrattili per le attività di manutenzione. Velivolo medio raggio dotato di scale anteriore passeggeri. VANI /PORTE/ ZONE 2007 15
Velivolo dotato di scala passeggeri posteriore L accessibilità: le porte sono comandabili dall interno e dall esterno, articolate su sistemi di cerniere verticali oppure scorrevoli su binari verticali. L azionamento: mentre il comando d apertura è ovviamente manuale sia dall interno che dall esterno del velivolo, il sistema d azionamento è in genere manuale per dimensioni delle porte accettabili, ma in caso di dimensioni elevate la movimentazione viene realizzata mediante attuatori elettrici o idraulici. Zona Propulsori La installazione dei propulsori dei velivoli, a prescindere dalla tipologia, richiede una serie di funzionalità ricorrenti di cui diamo un primo cenno: Devono trasmettere la spinta propulsiva nelle condizioni normali di funzionamento. Devono trasmettere la azione frenante quando inserito il Sistema inversione Spinta che in genere viene realizzato con varie soluzioni costruttive, ma assolve sempre allo stesso compito dinamico Deve alloggiare tutti gli impianti di interfaccia con il velivolo: carburante, pneumatico, elettrico, idraulico, sistemi di comando e controllo antincendio ecc Deve permettere un accesso rapido per le operazioni di manutenzione ordinaria tipo controllo/rifornimento olio, ecc. La zona propulsori dispone di sistemi di cappotte spesso di dimensioni grandi e pesanti, stessa cosa per il sistema inversione spinta che per sua natura è strutturalmente robusto e pesante. I propulsori dispongono in genere di cappotte dotate di portelli di accesso a zone di servicing accessibili con rapidità, come ad esempio per il rifornimento dell olio motore. Queste zone sono in genere dotate di sistemi di apertura/chiusura sia in manuale sia ad azionamento idraulico quando i pesi sono eccessivi. VANI /PORTE/ ZONE 2007 16