Gli Approfondimenti de ilVolo.it

UN PERICOLO SEMPRE IN AGGUATO:

il F.O.D.

A cura di Paolo Presi

Introduzione

L'Associazione Culturale 4° Stormo di Gorizia, proseguendo nell'intento di svolgere anche attività di quella che potrebbe essere definita “propedeutica aeronautica”, ha organizzato nello scorso maggio una serie di conferenze “aeronautiche” a Gorizia ed a Monfalcone su vari argomenti con relatori preparati nei vari settori.

Punto focale delle Conferenze, la relazione di Paolo Presi (già allievo del Malignani di Udine) che, basando sulla propria esperienza lavorativa presso le Officine Aeronavali di Venezia, ha tenuto la relazione sul FOD che vi proponiamo di seguito, un importante e forse non troppo conosciuto problema dell'aviazione moderna, in particolare con l'avvento dei motori a reazione.

Carlo d'Agostino

La presenza di elementi estranei sui velivoli o in ambito aeroportuale ove operano i velivoli a getto commerciali (piste, piazzole, raccordi, ecc.) può comportare situazioni di pericolo che potrebbero determinare gravi danni a persone e a cose.L’ICAO (International Civil Aviation Organization) ha identificato tali elementi e li ha classificati nell’Annex 14 all’Airworthiness Technical Manual distinguendoli in contaminanti e detriti.Un contaminante è un elemento depositatosi sulla pista come neve, fango, ghiaccio, acqua, polvere, sabbia, olii e grassi.I detriti sono invece dei veri e propri frammenti di materiale, come oggetti in metallo, brandelli di pavimentazione, sassi, carta, gomma, legno, l’effetto dei quali può provocare seri danni ai velivoli, se non addirittura disastri come quello del Concorde come vedremo più avanti.Nella terminologia specialistica tale problema è denominato FOD, acronimo di Foreign Object Damage, cioè un danno provocato dalla collisione/ingestione di un oggetto estraneo con un velivolo. Questa definizione contempla anche danni espressi in termini fisici o economici che possono, e non, degradare la sicurezza del velivolo e/o le sue caratteristiche. L’acronimo FOD ha anche altri significati, dipendenti dal contesto, come Foreign Object Debris significando, con tale locuzione, un oggetto o una sostanza (cioè un detrito) estranea al velivolo che si trova all’interno di esso, come lo è, ad esempio, un oggetto dimenticato all’interno della sua struttura che può limitare o impedire il corretto funzionamento di un meccanismo o di un dispositivo con cui l’oggetto viene a contatto. Tali evenienze possono costituire una seria minaccia e, in genere, sono conseguenza di operazioni errate o di poca attenzione posta nell’esecuzione di operazioni di manutenzione. Nella terminologia italiana queste evenienze sono anche denominate FOD interno.Negli Stati Uniti annualmente si tiene la “National Aerospace FOD Prevention Conference” organizzata dalla NAFPI (National Aerospace FOD Prevention, Inc.), un’organizzazione no-profit che si prefigge l’educazione del personale per la conoscenza e per la prevenzione del FOD.

Foreign Object Debris o FOD interno

A maggior chiarimento del significato attribuito a tale espressione riporto alcuni esempi pratici.Alle Officine Aeronavali di Venezia, dove per molti anni ho lavorato, l’organizzazione militare della NATO che sorvegliava la manutenzione dei Boeing E-3A AWACS (acronimo di Airborne Warning And Control System) prescriveva una verifica della completezza della trousse individuale di attrezzi che ogni operatore aveva in dotazione, e ciò doveva essere fatto alla fine di ogni turno di lavoro firmando poi un apposito documento di attestazione. In questo modo si aveva la certezza che nessun attrezzo era stato dimenticato all’interno del velivolo. Inoltre su ogni attrezzo in dotazione personale era marcato un numero di identificazione che permetteva di risalire all’operatore che l’aveva in carico.Negli anni ’80 le Aeronavali ripararono e eseguito la revisione generale di un C130 libico. Dopo il drenaggio carburante e la ventilazione dei serbatoi all’interno di uno di essi fu rinvenuta la casacca di lavoro, appartenente all’ispettore libico che aveva ispezionato l’interno del serbatoio (operazione prescritta a certi livelli di manutenzione periodica).

In genere questa ispezione viene effettuata da persone di piccola taglia poiché devono letteralmente entrare nei serbatoi interni, guadagnando l’accesso attraverso dei pannelli rimovibili, posti sul rivestimento alare in corrispondenza dei serbatoi. Si è a conoscenza dell’insorgenza in questi ispettori di crisi di panico per claustrofobia. Non è escluso che tale dimenticanza sia stata la conseguenza di un tale evento.

In genere queste crisi determinano nel malcapitato un panico tale da renderlo incontrollabile per cui si rende necessaria la sua estrazione dal serbatoio tirandolo per i piedi. Non è escluso che la casacca si sia sfilata proprio durante questa fase.

Nel Flight Safety Bulletin Vol. XX del 1984 dell’inglese CAA (Civil Aviation Autority) viene riportato un interessante caso di FOD esterno causato da uccelli, in particolare di storni, che

avevano costruito il loro nido in un tempo incredibilmente breve. Tale evento fu scoperto nel mese di maggio del 1982 e riguardò un velivolo Piper PA34 Seneca, parcheggiato per una notte all’aeroporto di Kirkwall (UK). In entrambi i motori furono trovati dei nidi costruiti all’interno delle cappottature dei motori. Fortunatamente il personale di servizio a terra avvisò il pilota di aver notato una notevole attività di uccelli intorno al suo aeroplano per cui furono immediatamente furono eseguite accurate ispezioni visive che permisero di fare la sgradita sorpresa, scongiurando in questo modo possibili criticità durante il volo.

Purtroppo in campo aeronautico i volatili rappresentano un potenziale pericolo in grado di determinare pericolose situazioni durante il volo.

Foreign Object Damage o FOD Esterno

Per Foreign Object Damage o FOD esterno si intende tutti quei danni conseguenti alla collisione di corpi estranei con il velivolo che possono, e non, determinare condizioni di criticità per la sicurezza volo. La collisione può avvenire per impatto con la struttura esterna del velivolo oppure per ingestione diretta nella presa d’aria del motore durante la normale operatività del velivolo, oppure ancora, per aspirazione di detriti dal suolo mentre il motore sta funzionando ad alti regimi, come durante il decollo o nel corso di una prova motori. I casi più tipici di FOD esterno riguardano: la collisione con volatili o Bird Strike e l’ingestione da parte del motore di oggetti estranei.

Prima di introdurre l’argomento che riguarda i danni ai motori è utile spendere alcune parole sui vari tipi di motore a getto.

Affinché un velivolo possa muoversi e volare, è necessario applicargli una spinta. Tale spinta viene generata dal motore, in quanto esso provvede ad accelerare il flusso d'aria che entra nella presa d’aria secondo un ciclo che comporta la una fase di compressione dell’aria (per diminuire il suo volume specifico), una fase di combustione per aumentare la temperatura dei gas prodotti dalla combustione del carburante immesso nelle camere di combustione, ed infine una fase di espulsione dei gas dall’ugello di scarico con una velocità e temperatura maggiori di quella che l’aria aveva in entrata. Fisicamente possiamo razionalizzare il fenomeno con la teoria dell’impulso dove F x t (impulso) = m x V (quantità di moto) cioè se applichiamo una forza F per un tempo t un corpo di massa m esso acquisterà una velocità V. Dalla Termodinamica inoltre sappiamo anche che la velocità di efflusso dei gas è tanto più elevata quanto più alto è il salto entalpico tra entrata e uscita. In Fig. 1 è rappresentato un turbogetto nella sua configurazione di base.

Fig. 1 Turbogetto in configurazione base

In Fig. 2 è rappresentato un motore turbofan bialbero ad alto rapporto di diluizione. Il rapporto di diluizione (indicato nella forma inglese come ByPass Ratio-BPR) è un parametro di progetto dei turbofan o turboventole (in altre parole turboreattori a doppio flusso), parametro che indica il rapporto tra il flusso secondario elaborato unicamente dalla ventola, ed il flusso primario elaborato da dal complesso costituito dalla ventola + compressore + combustore + turbina.I turbofan ad alto rapporto di diluizione sono principalmente impiegati nei velivoli commerciali.

Fig. 2: Turbofan a flussi separati e ad alto rapporto di diluizione (BPR).

In questo tipo di motore la ventola (fan) produce una grande quantità d'aria, rispetto al resto del motore. Oggi rapporti di diluizione ≥ 5 sono assai comuni, la ventola assomiglia a un'elica intubata, la quale soffia aria fredda attorno ai componenti del motore ubicati a valle della ventola stessa. Il flusso da essa prodotto poi si miscela con quello dell'ugello di scarico solo dopo di esso, rendendo così il motore meno rumoroso. Inoltre anche la ventola partecipa alla generazione della spinta unitamente ai gas espulsi dal cono di scarico.Immediatamente a valle della presa d’aria, comune all'intera portata d'aria (principale e secondaria), i due flussi seguono percorsi diversi. In particolare il flusso secondario, quello più consistente prodotto dalla ventola, non verrà ulteriormente compresso, mentre il flusso primario verrà compresso dai vari stadi del compressore (di bassa e di alta pressione), sviluppando un rapporto di compressione (rapporto tra pressione in uscita e pressione in entrata) superiore a quello della ventola. Questa portata evolve successivamente sino all'uscita dalla prima turbina (di alta pressione).La prima turbina è infatti quella che fornisce la potenza necessaria a muovere il compressore di alta pressione. A valle della prima turbina i gas combusti, ad alta temperatura e pressione vengono ulteriormente espansi nella seconda turbina che fornisce la potenza necessaria a muovere la ventola. Soltanto a valle della seconda turbina il flusso principale verrà accelerato sfruttando la potenza ancora disponibile per produrre la spinta.Il flusso secondario a valle della ventola può essere accelerato in un ugello. Spesso, soprattutto nel caso di elevate portate di flusso secondario, per risparmiare peso e ingombro e per limitare gli

attriti, l'ugello del getto secondario è posizionato appena a valle della ventola.

Fig. 3: Turbofan a flussi associati e a basso rapporto di diluizione.

I turbofan a basso rapporto di diluizione sono stati progettati per migliorare l'efficienza propulsiva e vengono impiegati principalmente nei velivoli supersonici con o senza postbruciatori. In un turbofan a flussi separati i due getti sono caratterizzati da temperature diverse. Poiché a parità di salto di pressione la velocità di efflusso è proporzionale alla temperatura totale del flusso, si può cercare di aumentare la temperatura del flusso secondario grazie all'elevata temperatura di quello primario. Questo principio è alla base della realizzazione del turbofan a flussi associati che, ridistribuendo tra i due flussi non solo il lavoro utile ma anche l'energia termica, permette di ottenere prestazioni superiori rispetto al caso del turbofan a flussi separati, anche se per ottenere tale vantaggio bisogna tener conto del peso aggiuntivo necessario.In una turboventola a flussi associati il flusso freddo viene miscelato con quello caldo. Nello schema è presente un nuovo componente, la camera di miscelazione, dove i due flussi vengono appunto miscelati prima di essere espansi in un unico ugello. Bisogna considerare un vincolo aggiuntivo, rispetto al caso del turboventola a flussi separati. Infatti all'ingresso della camera di miscelazione i due flussi devono avere la stessa pressione statica. Questo comporta che, in fase di progetto, il rapporto di compressione della ventola e il rapporto di diluizione devono essere scelti entrambi in modo da eguagliare le pressioni statiche in entrata alla camera di miscelazione. Ciò al fine di evitare interferenze tra i due flussi, influenze che influirebbero negativamente nel rendimento propulsivo.

Collisione con volatili o Bird Strike

Con il termine Bird strike (dall'inglese bird = volatile e strike = impatto) in aviazione viene indicato l'impatto di un volatile contro un velivolo.

Il problema della collisione con volatili è vecchio quanto l’aviazione come lo dimostra la Fig. 4 seguente.

Fig. 4: Problema vecchio quanto l’aviazione... (foto datata 1916).

Ingenti sono spesso i danni causati specialmente quando il volatile va ad infilarsi nella presa d’aria dal motore a getto. La forza dell'impatto dipende dal peso dell'animale, dalla differenza di velocità e dalla direzione dell'impatto. Un impatto a bassa velocità di un piccolo uccello, può causare danni relativamente lievi o nulli, mentre un impatto ad alta velocità può causare notevoli danni al velivolo tali da compromettere anche la sicurezza volo. Il bird strike accade più frequentemente nelle fasi di decollo, di atterraggio e in voli a bassa quota (Fig. 5). Tuttavia, casi di impatto con volatili sono avvenuti anche a quote superiori, come a 6000 e anche a 9000 metri. Il punto di impatto è spesso la parte anteriore della fusoliera, specie sul parabrezza o sul muso, poiché sono le zone più esposte nel caso in cui il volatile giunga dalla direzione opposta.

Fig. 5: Situazione di pericolo da bird strike.

Fig. 6a: Impatto sulla nacelle motore.

Fig. 6b: Impatto sul windshield.

Fig. 6c: Impatto su radome.

Fig. 6d: Impatto su tettuccio di un F16.

Molto frequenti sono anche gli impatti contro l'ala e contro il carrello, dove l'uccello finisce per impigliarsi, fortunatamente queste evenienze sono le meno pericolose. Nei velivoli a getto molto temibile è l’ingestione di volatili nella presa d’aria del motore. Tale evento può causare seri danni al motore determinando in alcuni casi anche l'arresto o l'incendio del propulsore, costringendo il pilota, nel migliore dei casi, a riportare a terra il velivolo.

Un caso di questo genere successe durante l’avvicinamento finale di un velivolo Airbus A300 di Alitalia nel corso del volo AZ 266 da Milano Linate per Londra Heathrow. Ad una quota di circa 300 ft veniva avvistato un volatile che impattava l’aeromobile nella parte destra. Il rumore dell’impatto fu udito in cabina piloti mentre gli strumenti motore non registrarono alcuna anomalia.All’ispezione post-volo (visiva) il personale tecnico di terra riscontrava tracce di impatto sulla superficie del flap, immediatamente dietro il motore destro, mentre nessun danno fu rilevato a carico del motore. Nel successivo volo di rientro a Linate (volo AZ 267), durante la corsa di decollo in prossimità della velocità di rotazione VR, (velocità alla quale un aeromobile è in grado di staccare le ruote dalla pista) veniva notata una rumorosità anomala, confermata dagli strumenti in cabina che segnalarono vibrazioni al fan del motore destro, vibrazioni avvertite anche sulla relativa manetta. Completata la manovra di decollo veniva applicata la procedura “Abnormal Engine Vibration” rilevando la scomparsa delle vibrazioni ad un regime motore del 60%.Dopo 25 minuti di volo veniva effettuato il rientro all’aeroporto di partenza dove ebbe luogo una nuova ispezione che evidenziava segni di impatto con volatile (macchie di sangue e piume) i cui resti furono localizzati anche in prossimità dello scarico. Furono invece rilevati dei danni a tre palette del fan.L’esame boroscopico ai compressori di bassa e alta pressione non evidenziò altri danni.Le conclusioni tecniche furono che le vibrazioni al motore destro erano dovute al danneggiamento delle tre palette del fan per ingestione di volatile avvenuta nel corso del volo precedente (LIN-LHR). Detto danneggiamento non fu rilevato dal personale di terra allo scalo di LHR (sempre che l’ispezione visiva sia stata fatta con la dovuta attenzione…) e le vibrazioni divennero evidenti solamente nella fase di decollo, cioè quando i motori vengono portati alla loro massima spinta.Tanto per dare un ordine di grandezza: l'impatto con un uccello di 5 kg a 240 km/h, che potrebbe essere la velocità di un aviogetto in atterraggio, equivale a un peso di 500 Kg fatto cadere da un'altezza di 3 metri.

Fig. 7: Ingestione di volatile sul fan del motore P&W JT8D per velivolo DC9.

Per far fronte a questa problematica l’ente federale di sorveglianza statunitense FAA (Federal Aviation Agency), prescrive che tutti i motori di nuova costruzione debbano superare un test consistente nello sparo, tramite apposito cannoncino, di un pollo morto (ma non congelato) dentro la presa d’aria del motore in funzione. Non è richiesto, naturalmente, che il motore debba funzionare ugualmente dopo il test, ma che i danni conseguenti, come la rottura di palette e loro espulsione ad alta velocità, non causino danni che potrebbero portare alla perdita del velivolo.

Azioni preventive anti-bird strike

Esistono attualmente diversi mezzi di disturbo e di allontanamento dei volatili, dispositivi sia fissi che mobili, come generatori acustici di fischi, scoppi, ecc. La loro efficacia è varia e si diversifica a seconda delle circostanze ed a seconda della specie di volatili cui si rivolge. Purtroppo la gestione della fauna selvatica in un aeroporto non è cosa semplice pertanto occorre procedere per tentativi e successive approssimazioni, fino ad ottenere un risultato ottimale. In nessun caso si può pensare ad una soluzione definitiva del problema, ma solo ad un ragionevole contenimento del fenomeno. Un altro metodo adottato consiste nell’impiego della falconeria tradizionale. Tale metodo è stato utilizzato con risultati incoraggianti in diversi aeroporti in Europa, tra cui in quello di Ronchi dei Legionari, e in Nord America nel tentativo di ridurre i rischi agli aeromobili derivanti dalla presenza di volatili sulla pista o in prossimità di essa. L’uso di questi predatori è indubbiamente efficace per l'allontanamento dei volatili, tuttavia la falconeria è ancora raramente impiegata su larga scala a causa di una serie di problemi tra i quali i costi di esercizio, l'impiego limitato ai soli voli diurni, l'addestramento sia dei falchi che dei falconieri, ecc.. Negli anni '90, all’aeroporto di Fiumicino fu fatta una valutazione dei costi per prevenire i bird strikes nell’intero sedime aeroportuale (più di 1500 ettari) impiegando falchi addestrati. La cifra richiesta risultò essere maggiore di 600.000 Euro/anno per cui l’idea fu subito abbandonata. Un'altra soluzione ancora. La compagnia americana US Airways, a seguito di alcuni incidenti particolarmente seri e onerosi, testò un sistema originale rappresentato in Fig. 8.

Fig. 8: Una delle soluzioni anti-bird strike.

Un gatto che si muove a 160 knots facendo un rumore assordante certamente incute terrore e stati di shock in tutti i volatili presenti in zona. Non si è al corrente se questo test abbia avuto poi un seguito.

Aspirazione di detriti

La forza di aspirazione della presa d’aria di un motore a getto funzionante a regimi elevati può provocare l’aspirazione di detriti che si trovano per terra.

A seguito dell’alta incidenza di danni FOD rilevati sui motori Pratt &Whitney JT8D, serie 200, installati su velivoli MD80, a suo tempo ha comportato una variazione della procedura di impiego del reverse in atterraggio nonché una modifica alla configurazione delle conchiglie inferiori in modo da far fluire opportunamente il getto dei gas di scarico rivolti verso il basso al fine di ridurre la possibilità che detriti presenti sulla pista possano essere sollevati ed aspirati dal motore.

Altri problemi FOD, sempre sorti sull'MD80, riguarda lo Slush sollevato dal carrello anteriore il quale veniva proiettato verso le prese d'aria dei motori provocandone spesso lo spegnimento motore (flame out).Con il termine Slush si indica una sorta di fanghiglia costituita da un miscuglio di neve e polvere, o altro tipo sporcizia, depositatasi sulla pista per azione degli eventi atmosferici. Quando tale miscuglio è costituito solamente da neve e acqua (come lo è quando la neve si sta sciogliendo) è chiamato Slush ice. Questo problema è stato risolto con l'introduzione di adeguato deflettore (Fig. 9).

Fig. 9: Deflettore applicato al carrello anteriore per evitare il fenomeno dello Slush.

Anche il carrello principale ha dato non pochi problemi poiché faceva letteralmente schizzare i piccoli sassi che incontrava durante il rullaggio esattamente nella presa d'aria del motore provocando seri danni al 7° stadio del compressore (il più critico). E’ necessario tener presente che una politica preventiva anti-FOD è in grado di prevenire eventi i cui effetti potrebbero anche pregiudicare la sicurezza volo ma non risolvono i problemi generati da eventi non prevedibili. Nell’ambito delle ispezioni ai motori dell’MD80 sono stati, ad esempio, intensificati i controlli boroscopici ai vari stadi dei compressori. Tali controlli, di carattere preventivo, hanno lo scopo di individuare in tempo eventuali anche piccoli danni alla palettatura che, se lasciati senza intervento, progredirebbero fino all’avaria distruttiva del compressore. Questi controlli vengono eseguiti durante i passi di manutenzione programmata del tipo 2A ogni 600 ore.

Sulle piste aeroportuali poi si possono trovare oggetti di ogni tipo, di solito persi dai velivoli (o

anche da mezzi terrestri) che transitano su di esse. Si possono trovare anche detriti conseguenti allo sfaldamento del manto superficiale.

Uno studio francese sui sistemi di rilevamento automatico di FOD (Workshop EUROCONTROL, del giugno 2008) rilevò che il 60% del materiale rinvenuto era di natura metallica, il 18% era costituito da frammenti in gomma, mentre la parte rimanente da materiale indistinto di varia natura. L’adozione di specifiche procedure operative in ambito aeroportuale, procedure che prevedono ispezioni e pulizie periodiche delle aree aeroportuali particolarmente sensibili, possono diminuire i rischi di FOD. Non tutti gli oggetti sono però prevedibili ma soprattutto ingeribili…

Fig. 10: Corpi non ingeribili … Ecco alcuni esempi di danni causati da ingestione di oggetti estranei dalla presa d’aria del motore a getto (intake).

L’Inconel 718 è una lega di nickel-cromo bonificabile, ad alta resistenza allo scorrimento plastico a caldo fino a circa 700°C. Trova applicazioni in parti calde come turbine a gas, motori a razzo, navette spaziali e reattori nucleari.E’ necessario ribadire che il rischio FOD deve essere gestito preventivamente secondo precise procedure aeroportuali.Purtroppo però si deve tener presente che anche accurate ispezioni secondo dettagliate procedure non sono in grado di prevenire totalmente il rischio.Detriti sulla pista possono anche depositarsi in maniera del tutto imprevedibile vanificando ed eludendo i controlli sistematici di carattere preventivo. Questo purtroppo è il caso che determinò il disastro del Concorde.

La tragedia del Concorde

Il 25 luglio 2000 alle ore 14:45 il Concorde marche F-BTSC del volo Air France 4590 in partenza da Parigi per New York precipitò poco dopo il decollo schiantandosi a Gonesse, località nelle vicinanze dell’aeroporto Charles de Gaulle di Parigi. Tutti i 100 passeggeri morirono e con essi le nove persone dell'equipaggio più quattro persone che si trovavano occasionalmente a terra.Durante il decollo dall'aeroporto Charles de Gaulle un detrito metallico di titanio (Fig. 11) colpì lo pneumatico della ruota n°2 del carrello sinistro, provocandone lo scoppio e la sua frammentazione.

Fig. 11: Detrito metallico in titanio che ha provocato il disastro del Concorde.

L’oggetto metallico dalle dimensioni 30 x 430 mm, si trovava sulla pista dopo essersi staccato dall’inversore di spinta di un DC10 della Continental Airlines (Continental Flight 55 per Houston) decollato 4 minuti prima.

Fig. 12: Frammento di pneumatico in cui la Commissione d’inchiesta ravvisò il taglio dovuto alla collisione con il detrito metallico.

Un grosso frammento di pneumatico, del peso di 4.5 kg, (Fig. 12) impattò a oltre 300 km/h l’intradosso dell'ala sinistra, all’altezza del serbatoio n°5 (Fig. 13), carico di 9000 litri di carburante.

Fig. 13: Ubicazione del serbatoio n° 5.

La collisione causò un'onda d’urto nel carburante che produsse una sorta di esplosione del serbatoio nella zona del bocchettone di rifornimento carburante.

Lo squarcio così prodottosi causò una fuoriuscita di carburante ad un rateo di circa 60 litri/secondo. Tale porzione di rivestimento venne successivamente rinvenuto sulla pista e, all’ispezione visiva, non presentò alcun segno evidente di frattura per impatto da corpo estraneo. Lo stesso frammento di gomma provocò anche la tranciatura di alcuni cavi elettrici che determinarono l’incendio del carburante fuoriuscente dal serbatoio, generando una grande fiammata (Figg. 14a e 14b).

Fig. 14a: Incendio del carburante fuoriuscente dal serbatoio n° 5.

Fig. 14b: Vista laterale.

Il motore n° 2 perse quindi potenza e fu spento dall’equipaggio a seguito dell’indicazione in cabina di avviso incendio.

Avendo superato la V1 (Velocità di Decisione), l'equipaggio continuò la procedura di decollo ma il velivolo non riuscì a guadagnare sufficiente velocità con i tre motori restanti, a causa del mancato rientro del carrello. Per questo motivo l'aereo non fu in grado di guadagnare quota o accelerare, per cui mantenne la velocità di 200 nodi (370 km/h) ed un'altezza di 200 ft (60 metri). Il motore n°1 perse anch’esso improvvisamente potenza e non venne più recuperato.

A causa della spinta asimmetrica fornita dai due restanti motori, il n°3 e il n°4, l'ala destra si sollevò ed il velivolo, sottoposto ad un pitch-up con rollio a sinistra, raggiunse una inclinazione di circa 100°. Questo assetto anomalo provocò l’incontrollabilità del velivolo che andò a schiantarsi contro l'hotel “Hôtelissimo” di Gonesse. La commissione d’inchiesta ufficiale fu condotta dall’ente francese BEA (Bureau d'Enquêtes et d'Analyses pour la Sécurité de l'Aviation Civile) e fu pubblicata il 14 dicembre 2004 con le conclusioni appena esposte.

Azioni correttive e ritorno in servizio del Concorde

Fu progettato un programma computerizzato per simulare la meccanica dell’incidente e venne costruito un modello in scala 1:1 del serbatoio n° 5 usando lo stesso tipo di lega leggera, l’AU2GN, con cui era stato costruito quello del velivolo distrutto.

Il Centre d’Essais Aéronautique de Toulouse (CEAT) costruì un cannone con cui sparare contro tale simulacro di serbatoio un frammento di pneumatico del peso di 4.5 Kg ad una velocità di 106 m/sec (382 Km/h). Fu adottata una proceduta dedicata al caso specifico che contemplava un sovra-riempimento di carburante per simulare la situazione reale che si trovò il carburante nel serbatoio n° 5 in fase di accelerazione del velivolo. In quella fase infatti, per inerzia, tutto il carburante viene spinto verso la parte posteriore del serbatoio costringendo l’aria ad occupare la parte anteriore. Questo accorgimento permise di simulare la reale situazione del serbatoio nella zona di impatto.

Fig. 15: Dinamica del cedimento strutturale del serbatoio n° 5.

Il test condotto dimostrò che l’impatto provocò la deformazione del serbatoio dapprima verso l’interno (Mode 1 in figura 15) poi verso l’esterno nell’area adiacente (Mode 2). La prova non dimostrò lo scoppio del serbatoio ma ne evidenziò il principio. L’analisi del modello computerizzato evidenziò che a seguito dell’impatto si generò nel carburante una vera e propria onda d’urto che si propagò investendo la superficie inferiore del rivestimento alare determinando il suo cedimento strutturale. L’azione correttiva introdotta per ridurre il rischio di fuoriuscita di carburante a seguito di collisione con frammenti di pneumatico fu quello di applicare all’interno dei serbatoi potenzialmente critici dei pannelli in kevlar, una fibra sintetica polimerica che a parità di peso è 5 volte più resistente dell'acciaio (per curiosità questo materiale, brevettata dalla DuPont, viene usato anche per la costruzione dei giubbotti antiproiettile). Il kevlar ha un grande resistenza al calore e si decompone a circa 500°C senza fondere. Nelle Fig. 16 e 17 mostrano la presentazione due dei pannelli.

Fig. 16: Presentazione di un pannello in kevlar.

Fig. 17: Presentazione di un secondo pannello in kevlar.

Nella successiva Fig. 18 è visibile l’installazione di un pannello all’interno di uno dei serbatoi interessati alla modifica. In particolare i serbatoi 1-4-6-7 furono solo parzialmente interessati alla

modifica mentre i serbatoi 5 e 8 lo furono totalmente.

Fig.18: Installazione di un pannello di kevlar all’interno di un serbatoio.

L’installazione dei pannelli nei serbatoi potenzialmente critici, che potrebbero cioè essere oggetto di inconvenienti uguali a quello che determinò il disastro, comportò due elementi sfavorevoli: l’aumento di peso e l’aumento del “carburante non utilizzabile” cioè quello che è intrappolato sotto i pannelli. Notevole invece l’ elemento favorevole che comporta questa modifica: la riduzione, in caso di impatto, del flusso di carburante fuoriuscente, passando dagli stimati 60 litri/sec valutati nell’incidente a 0.5 litri/sec.

Furono inoltre condotte delle prove di collisione dei pneumatici con un detrito metallico in titanio uguale a quello incriminato. Tali prove determinarono delle sostanziali modifiche anche alla struttura dei pneumatici identificando i pneumatici radiali Michelin NZG i più idonei a sopportare tali eventi anziché quelli di costruzione BIAS installati precedentemente.

Furono inoltre introdotte alcune modifiche migliorative aggiuntive che si possono così riassumere:

• Rinforzo del cablaggio elettrico di alimentazione delle ventole di raffreddamento dei freni (posto all’interno del vano carrello).

• Modifica della procedura di cabina che ora prescrive l’esclusione dell’alimentazione elettrica alle ventole di raffreddamento durante il decollo e l’atterraggio.

• Adeguamento delle prestazioni dell’anti-skid per allinearle a quelle che erano applicabili ai vecchi pneumatici.

• Ridisegnati i deflettori spruzzi d’acqua per adeguarli al nuovo tipo di pneumatico. • Intensificato il controllo per efficienza del dispositivo di rilevamento sgonfiaggio

pneumatici, prescrivendolo dopo ogni decollo.

Bibliografia

Bibliografia dei Testi: Christopher Orlebar - The Concord Story - Osprey Publishing, Oxford UK, 2004. Kev Darling - Concorde - The Crowood Press, Ramsbury-Marlborough UK, 2004.Frédéric Beniada- Michel Fraile - Concorde - Editions Epa, Hachette-Livre, 2005. Bibliografia delle Immagini: Figg. 1 - 2 - 3 : Wikipedia Fig. 4: http://cityroom.blogs.nytimes.com/tag/birds/ Fig. 5: http://www.wings900.com/vb/spotting/29388-oh-bugger-thread-7.html Fig. 6a: http://www.fodnews.com/FODNEWS-BirdStrikePhotos.html Fig. 6b: Sito Internet sconosciutoFig. 6c: http://www.flightlevel350.com/forum/index.php?showtopic=11636 Fig. 6d: http://www.fodnews.com/FODNEWS-BirdStrikePhotos.html Fig. 7: WikipediaFig. 8: http://virtualmystic.wordpress.com/2009/03/08/anti-bird-strike-system/ Fig. 9: www.airliners.net/.../tech_ops/read.main/163004/Fig. 10: www.freerepublic.com/focus/f-news/2248939/posts8 Slides esempi di Danni (dopo la Fig. 10): Failure Analysis Service Technology Inc. - Prescott, ArizonaFig. 11- 12 - 13 -14a - 14b - 15 - 16 - 17 - 18 : Christopher Orlebar - The Concorde Story - Osprey Publishing, Oxford -UK, 2004.

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