Planning manutentivo della flotta ad ala fissa della guardia di finanza

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di Fabio
Carlomagno
Planning Manutentivo della Flotta
ad Ala Fissa della Guardia di Finanza
Il presente lavoro è stato realizzato
presso il Gruppo Esplorazione Aeromarittima della Guardia di Finanza (G.E.A.), di istanza presso
l’aeroporto militare di Pratica di
Mare, in collaborazione con Alenia
Aeronautica, Gruppo Finmeccanica, ed ATR (Avions de Transport
Regional). Sono stati affrontati i temi della manutenzione e
delle ispezioni che sono alla base del regolare funzionamento
delle macchine e dei sistemi studiati dalla meccanica, ed è
stato preso in esame il processo manutentivo legato al velivolo ATR42 MP Surveyor, denominato Grifo 14, utilizzato per
operazioni di pattugliamento marittimo, con riferimento ad
un intervento di “ripristino” eseguito dai tecnici Alenia Aereonautica.
Tecnici G.E.A. e piloti durante una ispezione di tipo
“walk around” prima del volo
Strategie Manutentive
L’attività manutentiva mira ad ottenere la continuità del processo produttivo; quest’obiettivo, in passato, era perseguito
attraverso ridondanze operative e funzionali, oppure garantendo un calcolato eccesso di capacità produttiva o, infine,
applicando un aggressivo programma di revisione e sostituzione dei sistemi critici. Tutti questi approcci si sono dimostrati parzialmente insufficienti: sistemi ridondanti e capacità in eccesso immobilizzano capitali che potrebbero essere più proficuamente utilizzati per l’attività produttiva, men-
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tre portare avanti una politica di revisioni eccessivamente
prudente si è rivelato un metodo piuttosto costoso per ottenere gli standard richiesti. La Manutenzione si è dunque trasformata, in termini di missione, da attività prevalentemente
operativa di riparazione, a complesso sistema gestionale,
orientato, più che altro, alla prevenzione del guasto. Si tratta
di un passaggio non facile, che implica un considerevole
mutamento culturale del management, in generale, e del
manutentore, in particolare. In aeronautica, e quindi nel caso
in esame, viene utilizzata una strategia manutentiva preventiva (basata sulla convinzione di determinare la vita media
dei componenti, espressa in Flight Hours). Una ulteriore metodologia manutentiva è la predittiva, o per meglio dire, la
“manutenzione su condizione”. Quest’ultima viene definita
sulla base di parametri, che consentono di capire qual è lo
stato effettivo della macchina e che sono rilevati attraverso
una serie di misure, ispezioni visive, controlli non distruttivi
(CND), prove operative (monitoraggio visivo, monitoraggio
della rispondenza alle specifiche, monitoraggio detriti da
usura (debris), monitoraggio delle vibrazioni e del rumore).
Presentazione del Gruppo Esplorazione Aeromarittima
Il Gruppo Esplorazione Aeromarittima (G.E.A.) della Guardia
di Finanza ha sede a Pratica di Mare, Pomezia (Roma). Trattandosi dell’unico reparto di volo del corpo dotato di aeroplani, il G.E.A. rappresenta l’eccellenza della componente
alturiera della Guardia di Finanza, testimonianza tangibile
dell’evoluzione tecnico-operativa raggiunta dal servizio aereo
a partire dagli anni ‘50. La flotta del G.E.A. è composta in totale da 24 velivoli. La prima macchina fu acquistata negli
anni ’90: un Piaggio DL3 con livrea Alitalia, utilizzato poi per
l’addestramento. Questo velivolo, grazie ad uno studio in collaborazione tra G.E.A. e Piaggio Aero, è stato “aggiornato” (in
termini avionici e propulsivi) ed è nato così il Piaggio DP1. Gli
ultimi arrivati, invece, sono i sofisticatissimi ATR 42- 500 MP
Surveyor, capaci di volare ad altissime quote e percorrere
rotte a lungo raggio. Attualmente, il reparto dispone di quattro aeromobili, di cui due di recente assegnazione con mo-
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Piaggio P166 DL3
torizzazione potenziata (ATR42MP 500). La sua versatilità
consente una rapida riconfigurazione in versione da trasporto
passeggeri, trasporto truppe, trasporto traumatizzati (medevac), cargo e ricerca e soccorso (SAR - Save and Rescue).
Grazie alla dotazione di un sistema di missione di elevatissimo livello tecnologico (ATOS), il velivolo è in grado di svolgere l’attività di ricerca su ampia scala e l’investigazione dei
natanti sospetti in maniera occulta.
Infine bisogna menzionare anche l’ultimo nato in casa Piaggio Aereo, che ha riscosso un clamoroso successo nel settore dell’aviazione civile di classe “executive” per le alte prestazioni garantite a fronte di bassissimi costi di gestione, ed
equipaggiato con un sistema avionico di ultima generazione
denominato “Proline 21”. Il GEA ha messo in linea due aeromobili di questo tipo dal 2007 e li ha destinati alle missioni
di supporto tattico in operazioni e trasporto autorità.
Principali fattori che influenzano la vita dei velivoli G.E.A.
I principali fattori che influenzano la vita delle macchine del
G.E.A. sono principalmente: la modalità di utilizzo dei velivoli
e la posizione geografica dell’aeroporto. Queste macchine
sono utilizzate specificamente per il pattugliamento marittimo e per la lotta al narcotraffico. Tali condizioni costringono
ATR 42 MP SURVEYOR
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Maintenance and Facility Management
Piaggio P 166 DP1
i piloti del G.E.A. a volare a quote comprese tra i 3000 ed i
18000 piedi, con conseguente assorbimento da parte dei
motori e della fusoliera della salsedine. Quest’ultima, composta principalmente da cloruro di sodio, attacca principalmente le parti dette “nel verso di volo”, ovvero muso, la superficie alare - boots - (necessari per il sistema DE-ICE (antighiaccio)) e le prese d’aria dei propulsori; la superficie
alare, invece, è soggetta a corrosione, a causa delle correnti
galvaniche che possono crearsi in presenza dell’elettrolita
(acqua salata) con conseguente indebolimento della struttura. Un ulteriore fattore di stress per le macchine è rappresentato dall’ubicazione dell’Aeroporto di Pratica di Mare.
La vicinanza del mare, a poche centinaia di metri dalla pista
di decollo (1.3 km), comporta il passaggio di enormi quantità di sale e sabbia silicea nella zona destinata al parcheggio dei velivoli. Queste due sostanze possono dare origine,
come detto, a corrosione, ed inoltre possono intaccare, soprattutto la sabbia, i componenti della macchina, innescando
delle pericolosissime cricche.
Lavaggio dei velivoli e sistemi di protezione
Una prima operazione di manutenzione, semplice ed abbastanza rapida (circa 15 minuti), che viene effettuata per evi-
Piaggio P 180 “Avanti II”
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Immagine satellitare Aeroporto Practica di Mare
tare la corrosione esterna del velivolo, è il lavaggio a terra
delle macchine. Questa operazione viene eseguita con cadenze settimanali, da appositi camion - cisterna, capaci di irrorare l’intera fusoliera dell’aereo.
Tale operazione è di fondamentale importanza poiché, come
detto, la sabbia silicea e la salsedine, attaccano ali, alettoni
e superfici mobili del velivolo, necessari tra l’altro, per evitare
la formazione di ghiaccio durante il volo sulla superficie alare.
A questa semplice operazione di lavaggio superficiale, se ne
aggiunge un’altra, più gravosa e lunga, ovvero il “lavaggio
dei motori”. I velivoli del G.E.A., durante il parcheggio, sono
dotati anche di protezioni capaci di impedire l’entrata della
silice. Queste sono posizionate sulle prese d’aria dei motori,
sulle prese d’aria del condizionamento, sui tubi di Pitot e
sulle prese statiche. Le coperture consistono in teli sintetici
di colore rosso o arancione, riportanti la scritta ben visibile
di colore bianco: “remove before flight”. Il colore accesso è
stato scelto come accorgimento di backup per l’operatore
che, prima del volo, deve rimuovere tutte le coperture.
Customizzazione della manutenzione
“Il termine custom indica un manufatto, un dispositivo o un
componente, progettato e realizzato su misura in base alle
necessità dell’acquirente o della funzione specifica che dovrà
svolgere”. Come si può ben capire da questa definizione, la
customizzazione è alla base delle modifiche apportate all’usuale planning manutentivo, da parte dei vertici del G.E.A.
In merito a questa modifica, vi sono due aspetti fondamentali che riguardano l’aeromobile: la tipologia di volo e la low
utilization.
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Protezione prese d’aria motore P-W sinistro
Infatti, come più volte accennato, bisogna tener presente che
gli ATR 42 nascono come aerei civili e questa tipologia di macchine è nata per effettuare i classici “tragitti tre step” che constano delle fasi di decollo, volo di crociera ed atterraggio. I velivoli in dotazione al G.E.A., invece, devono effettuare delle tipologie di volo totalmente diverse, poiché i pattugliamenti e i
salvataggi in mare, “stressano” intensamente la macchina,
che subisce continue variazioni di quota e potenza. Quando un
velivolo civile raggiunge la quota di crociera, viene pilotato automaticamente dal computer di bordo, il quale ne gestisce la
velocità, lasciando inalterate le posizioni delle manette dei motori; in una missione operativa, invece, il velivolo deve compiere numerosi passaggi a bassa quota (low pass) sul target
individuato ed il pilota è costretto a lavorare pesantemente
sulla potenza erogata dai motori. Bisogna aggiungere che le
continue variazioni di quota, dettate, come detto, da esigenze
strategiche, inficiano l’integrità strutturale della macchina, soggetta a continue compressioni e dilatazioni.
Il secondo aspetto che ha determinato la customizzazzione
della manutenzione è la low utilization, poiché, rimanendo i
velivoli fermi per elevati range temporali, si verifica una dilatazione dei tempi di raggiungimento delle FH (Flight Hours)
necessarie per l’avviamento delle ispezioni. Infatti, mentre
un velivolo commerciale, utilizzato con alte frequenze dalle
compagnie aeree, raggiunge il check “A” da 400 FH in poco
tempo (circa tre settimana), un ATR 42 MP Surveyor impiega
più un mese per raggiungere lo stesso traguardo.
Dunque, per ottimizzare i tempi di revisione e sostituzione dei
componenti (in particolar modo dei motori) è stato sviluppato,
in collaborazione con G.d.F., Alenia Aeronautica e Pratt & Whit-
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ney (fornitore dei motori) il software ECTM (Engine Control
Trend Monitoring), grazie al quale si è potuto posticipare notevolmente il limite di tempo previsto per lo sbarco e la manutenzione dei motori (operazione più gravosa dal punto di
vista economico). Questo programma raccoglie tutti i dati relativi ai motori come temperatura e pressione dell’olio, numero
di giri dell’albero motore, passo dell’elica ecc; interpolando
questi input viene costruita una curva sperimentale della caratteristica meccanica dei motori. A questo punto, i tecnici
specializzati della Pratt & Whitney, studiando ed analizzando le
curve riescono a capire se il motore turbo elica sta lavorando
in condizioni di regime, con un regolare degrado o meno. L’applicazione della manutenzione customizzata ha permesso il
raggiungimento di importanti obbiettivi quali basso fermomacchina e notevole aumento del limite di sbarco dei motori.
Se infatti il manuale motori Pratt & Whitney e l’IPC indicano
3500 FH come limite ultimo, grazie all’applicazione del
software ECTM, si è innalzato tale valore a 8000 FH. Ciò ha
permesso, come già accennato, di risparmiare rilevanti
somme, necessarie per il distacco dei circuiti di alimentazione
olio e carburante, circuiti elettrici ed imbracatura della turbina
per un totale di circa 35.000 € a motore.
Caso studio: Ripristino superficie alare GRIFO 14
Come detto, gli ATR 42 in dotazione al gruppo esplorazioni aeronavali della Guardia di Finanza sono impiegati principalmente a basse quote, onde favorire il pattugliamento. Queste
condizioni hanno notevolmente influenzato “la vita” della macchina Grifo 14. Infatti, durante una semplice operazione di
asportazione di vernice, ci si è accorti come alcuni Hi-lok risultassero ossidati (soprattutto nella zona della svasatura), leggermente fuori asse, deformati, andando così ad intaccare
anche l’andamento del profilo alare. Tale difetto, oltre alla pos-
Particolare dell’ossidazione di tipo
superficiale-esfoliante
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Maintenance and Facility Management
sibile creazione di turbolenze, risultava altamente dannoso per
l’integrità strutturale del velivolo, dato che, è stato riscontrato
in un punto di attacco dell’ala destra, esattamente tra tre supporti alari (RIB 21 - 22 - 23); oltre alla posizione critica del difetto, bisogna aggiungere che l’ossidazione riscontrata rientra
nella categoria superficiale - esfoliante, capace di intaccare
in profondità la continuità del materiale, consumandolo secondo una ben precisa successione di strati. A questo punto,
è necessario specificare che la struttura alare, essendo sollecitata a flessione, compressione e torsione, rappresenta un
componente critico della fusoliera, ed è inoltre sottoposta a
circhi statici notevoli come il peso dei motori e dei serbatoi del
carburante. Se si pensa poi che macchine come gli ATR 42 MP
Surveyor hanno caratteristiche e performance d’eccellenza, si
capisce come ogni singolo intervento manutentivo debba essere eseguito rispettando minuziosamente le specifiche di progetto dei manuali, senza alterare, come nel nostro caso, i profili aerodinamici della fusoliera o delle ali. Proprio per questo
motivo, come si capirà in seguito, la casa madre ATR ha dovuto trovare un efficace compromesso per il ripristino della
superficie alare, considerando sia le caratteristiche meccaniche cui è soggetto il doubler (coprigiunto in titanio), sia lo spessore di quest’ultimo, capace di modificare l’andamento dei filetti fluidi e, dunque, la portanza. Infatti un intervento “troppo
invasivo”, avrebbe danneggiato permanentemente la vita ed il
funzionamento della macchine Grifo 14 ed avrebbe, inevitabilmente, innescato una serie di problematiche legate al
fermo-macchina per la completa sostituzione dell’ala (oltre ad
una spesa eccesiva per il G.E.A.). Ovviamente, questa operazione, è stata realizzata subito dopo aver innalzato l’asse del
carrello posteriore del velivolo di 700 mm dal piano di calpestio (come indicato dai manuali JIC (Job Instruction Card)) per
effettuare lo “scarico delle tensioni alari”. nn
“Scarico delle tensioni alari” per mezzo di martinetti
idraulici e meccanici
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