Giacomo CavannaIl 30 settembre 2019 si è tenuto un seminario, patrocinato dal Segretario Generale della Difesa e guidato dalla Direzione degli Armamenti Navali, sulle capacità delle aziende della subacquea in campo nazionale.
L’incontro, molto partecipato, ha coinvolto la Federazione delle Aziende Italiane per l’Aerospazio (AIAD), la Difesa e la Sicurezza, le piccole e medie imprese del settore ed enti di ricerca e università.
Fincantieri
Fincantieri, il più grande cantiere navale europeo, ha descritto le soluzioni innovative che vuole applicare nello sviluppo e ingegnerizzazione per applicazioni militari in sistemi complessi.
Esistono molteplici punti in comune tra l’ambiente underwater e quello spaziale: necessità di life-support continuo, risorse energetiche limitate, spazi vitali ridotti, gestione delle emergenze in tempi rapidi, programmi di lunga durata, elevata complessità,etc. E’ quindi necessario gestire l’intero programma del sottomarino come un sistema complesso che deve soddisfare tre obiettivi primari: costruzione, prestazione e costo che richiedono un approccio generale diverso rispetto alle navi di superficie. La stessa applicazione di tecnologie “civili” deve andare incontro a un lungo processo che prevede marinizzazione, validazione underwater e militarizzazione a norme MIL-STANAG.
L’obiettivo del gruppo triestino è dunque rafforzare la presenza industriale italiana nel settore subacqueo, sviluppare maggiormente le tecnologie consentendone l’applicazione a bordo, utilizzare tecnologie già validate in altri settori e creare una “supply chain” per la realizzazione di sistemi subacquei complessi fino a mezzi unmanned.
SAIPEM
Saipem, azienda con sede a San Donato Milanese, è specializzata nella realizzazione di sistemi complessi nel settore energetico. Nel 2015 l’azienda ha lanciato il programma Hydrone per la realizzazione di droni sottomarini per uso industriale in ambito Oil&Gas.
Il programma prevede la produzione di due modelli Hydrone-S e Hydrone-R in grado di operare fino a 3.000 metri di profondità. Le unità possono svolgere missioni programmate in modo continuativo, grazie a moduli di ricarica/comunicazione installati sul fondo, fino a 12 mesi vantando una dotazione di bordo per la navigazione intelligente e di Intelligenza Artificiale. Il lancio del primo esemplare di Hydropone-R è previsto per la fine del 2019.
La versione -S, specializzata in missioni a lungo raggio fino a 100 km, utilizzerà sensori per la ricostruzione 3D di oggetti, per il campionamento dell’acqua, etc.
I due modelli di droni sottomarini possono trovare impiego nel settore della Difesa in missioni di ispezione, sorveglianza, disinnesco, supporto ad operazioni di salvataggio,etc.
C.A.B.I. Cattaneo
La C.A.B.I. Cattaneo è una società fondata nel 1936 dall’Ing. Cattaneo e da suo figlio Ing. Guido.
I due progettisti parteciparono a realizzazioni come i Siluri a Lunga o Lenta Corsa (SLC o più generalmente “maiali”), i motori di alcuni MAS, i barchini esplosivi della serie MT,etc. Superato il secondo conflitto mondiale l’azienda si è specializzata nella realizzazione di mezzi speciali subacquei.
I mezzi in questione sono gli SDV (Swimmer Delivery Vehicles) progettati per trasportare in modo occulto un team di operatori subacquei, completamente equipaggiati, ed il materiale necessario per la missione. I mezzi navigano in immersione completamente allegati. Si dividono in due categorie: la prima per operare prevalentemente in immersione mentre la seconda dotata di motore endotermico opera sopratutto in superficie.
Lo sviluppo di tali unità richiede un altissimo livello tecnologico e il continuo sviluppo di soluzioni tecniche innovative. I tecnici del gruppo di lavoro hanno il compito di integrare sui veicoli subacquei i sistemi tattici ed i sistemi di comunicazione avanzati.
L’azienda utilizza simulatori fluidodinamici (CFD) per eseguire una valutazione preliminare delle prestazioni, software per l’analisi ad elementi finiti (FEM) per il dimensionamento strutturale dei contenitori stagni e anche a “requisiti impliciti” frutto della grande esperienza e dalla continua ricerca nel campo.
L’architettura attuale degli SDV può essere opportunamente configurata per trasformare i veicoli da manned a unmanned: sensori, capacità di carico e modularità li rendono adatti a moltissime missioni tattico-logistico in acque ostili. Sotto la cooperazione del Segretariato Generale della Difesa è stata avviata, in ambito internazionale, lo sviluppo di un sistema ibrido.
Leonardo – Divisione Elettronica
Leonardo – Divisione Elettronica, nell’ambito del programma Unmanned Maritime Systems di EDA, ha sviluppato e messo a confronto cortine idrofoniche sottilissime realizzate con diverse tecnologie con l’“Evaluation of State of the Art Thin Line Array Technology”.
Cortine di piccolo diametro richiedono sistemi di recupero contenuti, minor uso di energia e semplificano la logistica potendo essere installate anche su AUV (Autonomous Underwater Vehicle) e USV (Unmanned Surface Vehicle).
Partner provenienti da Italia, Germania, Finlandia, Norvegia e Svezia hanno realizzato 10 differenti configurazioni di prototipi di diversa lunghezza e diametro (tra 9 mm e 32 mm), su tecnologie tradizionali (piezo ceramiche) o innovative (fibra ottica). Presso il Lago di Nemi (Prov. di Roma) si sono svolti i test acustici a diverse velocità per confrontare i dati reali con quelli sperimentali. In 30 giorni e oltre 150 corse a velocità comprese tra 0,5 m/s e 6 m/s sono stati riscontrati alcuni disturbi che sono stati rimossi con appositi accorgimenti.
Engineering
Engineering è una società specializzata nel settore software e servizi IT con sede a Roma. Nel 2018 ha avuto un fatturato di 1,180 miliardi di euro.
La società propone lo sviluppo e la realizzazione di un Sistema di Supporto al Comando per le Operazioni Subacquee da fornire alla Centrale Operativa Subacquea (COS) delle Unità di Soccorso che gestiscono le operazioni di intervento. L’utilizzo di software di Geographic Information System (GIS) di ultima generazione permette la ricostruzione di ambienti in 3D dando una rappresentazione chiara e realistica dell’ambiente. Possono essere integrati la campana di immersione, capsula di soccorso, veicoli autonomi, etc.
La società lavora con la Marina Militare con il progetto ECHO System che prevede la classificazione di contatti sonar attraverso tecniche di machine learning.
Un secondo progetto con la Marina Militare, in collaborazione con l’Università di Pisa, è il BiSS (Bistatic Sonar System). Prevede come principali obiettivi lo studio del sistema, il rilevamento di bersagli con ping di trasmissione sconosciuto, l’ incremento della distanza di rilevamento passivo e migliorare l’ efficienza di applicazione delle tattiche di ASW.
I sonar bistatici si caratterizzano dall’avere la sorgente e il ricevitore separati mentre quelli “tradizionali” sono monostatici.
ISME
L’ISME (Centro interuniversitario di sistemi integrati per l’ambiente marino) è impegnato nel programma WiMUST per lo sviluppo di robot autonomi per l’esplorazione geofisica, nello sviluppo di una antenna riconfigurabile con elaborazione distribuita per applicazioni ASW e il progetto DAMPS con la realizzazione di un sonar passivo con AUV.
Il progetto europeo WiMUST (Widely scalable Mobile Underwater Sonar Technology) è stato gestito dell’ISME (coordinatore europeo) attraverso quattro suoi nodi universitari (Genova, Cassino e Lazio Meridionale, Pisa e Salento) ed ha dimostrato la possibilità di effettuare esplorazioni geofisiche con una squadra di veicoli subacquei e di superficie autonomi ed eterogenei.
La configurazione studiata prevede veicoli trainati sia come sorgenti sonore che come ricevitori. Nell’esperimento finale svoltosi nel 2018 sono stati impiegati 7 veicoli di cui 5 subacquei trainati. Muovendosi in formazione i veicoli autonomi hanno condotto una intera survey geofisica raccogliendo dati che si sono rivelati di qualità equivalenti a quelli raccolti via nave con sistemi tradizionali. I dati, una volta ottenuti, sono stati elaborati “off-line”. La dimostrazione operativa è stata ripetuta più volte anche presso il SeaLab, laboratorio congiunto fra ISME e il Centro di Sperimentazione e Supporto Navale (CSSN) della Marina Militare situato a La Spezia.
La sperimentazione di WiMust è il primo esperimento di navigazione di una squadra di veicoli subacquei autonomi dotati di payload acustici come descritto sopra. La capacità di raccogliere dati acustici con cortine trainate da una squadra di veicoli autonomi pone le basi per la realizzazione di sistemi in ambito ASW (Anti-Submarine Warfare). L’evoluzione verso questa ulteriore capacità ha però non pochi ostacoli da superare: il passaggio dell’analisi dei dati da off-line a on-line, la ridondanza del sistema ed i limiti dei sensori. Attualmente, per superare tali limiti, sono al lavoro i 4 nodi dell’ISME più l’Università di Firenze e Roma Sapienza.
Il progetto DAMPS del Piano Nazionale Ricerca Militare fonde WiMUST con il programma MEDUSA con lo scopo di sviluppare un macro-sensore modulare mobile per rendere il sistema adattivo, ottimizzandone le performance, modulare, per renderlo meno vulnerabile a guasti o perdite e mobile, per essere compatibile con diversi ambienti e modalità operative. La Direzione degli Armamenti Navali ha stimato una spesa per il programma di 3,7 milioni di euro da ripartirsi in quattro diverse fasi.
Gaymarine
Gaymarine è una società indipendente specializzata nello sviluppo e realizzazione di R.O.V. Conta una trentina di dipendenti e si trova a Lomazzo (Como). Nel 2013 ha ricevuto dalla Direzione Nazionale degli Armamenti un contratto da 1,06 milioni di euro per la fornitura ed il relativo supporto logistico iniziale di un veicolo R.O.V. “Pluto Gigas”
L’azienda propone la progettazione di un SSM (SemiSoMmergibile) per operare in funzione anti-mine. Con l’aiuto di nuove tecnologie, l’obiettivo è eliminare la presenza dell’uomo a bordo dei mezzi adibiti alla ricerca e neutralizzazione delle mine mediante l’automatizzazione dei sistemi.
Si tratterebbe dunque di progettare un veicolo in grado di navigare tre metri sotto la superifice del mare, con albero-periscopico sempre estesom capace di contenere un veicolo “Pluto Plus”, munito di sonar e cariche di contro-minamento, oltre ad alcuni veicoli più piccoli MIKI (Mine Killer) “spendibile”. La navigazione sommersa permette di risentire solo in mina parte di un mare in stato 3 potendo eseguire ricerche con sonar a scafo. L’SSM avrà le seguenti caratteristiche:
- Lunghezza 5,8 metri
- Altezza: 1,5 metri
- Altezza: 1,5 senza albero – 8 metri con albero
- Peso in aria: 2.500 kg
- Velocità transito: +10 nodi
- Autonomia: 12 ore, transito 10 km di distanza
- Raggio Operativo: superiore a 20 km
Il sistema si caratterizza per una alta mobilità e compattezza in un container standard 20′ (SSM e postazione di pilotaggio), possibilità di operare da piattaforme diverse, ritorno automatico e flessibilità nella strumentazione da imbarcare.
GEM Elettronica
La GEM Elettronica produce fin dal 1977 equipaggiamenti per navigazione, controllo e sorveglianza prevalentemente in ambito navale. Nell’ultimo decennio la GEM ha sviluppato la tecnologia fotonica applicata a sistemi di supporto alla navigazione di superficie o scoperta aerea. Inoltre ha già maturato una notevole esperienza con i progetti Torpedo Board Interface a bordo dei battelli classe U212, sistemi di pianificazione tattica, sistemi di navigazione inerziale in fibra ottica e radar di navigazione in banda X.
Grazie al know how accumulato la GEM sta sviluppando tecnologie basate sull’interferometria atomica e ottica integrata per realizzare una nuova generazione di sistemi da installare su veicoli subacquei.
Nell’ambito del Programma Nazionale di Ricerca Militare la GEM sta sviluppando il dimostratore tecnologico del sistema di navigazione ATINS (Atomic Inertial Navigation System) in grado di garantire una accuratezza di posizionamento di due ordini di grandezza superiore rispetto ai migliori sistemi disponibili sul mercato rendendo la navigazione totalmente autonoma rispetto a sensori esterni.
L’architettura dell’ATINS si basa sull’utilizzo di una nube atomica raffreddata a temperature prossime allo zero assoluto e confinata nell’area di misure per mezzo di una combinazione di raggi laser e campi magnetici. La nube si comporta come una massa inerziale ideale e viene manipolata e interrogata dai raggi laser per calcolare i movimenti di rotazione e accelerazione lineare della piattaforma.
Tale sistema di navigazione offre una impareggiabile autonomia di navigazione sottomarina in termini di precisione di posizionamento. Attualmente è in fase di progettazione, con lo studio di fattibilità e analisi dei requisiti di sistema. Nelle fasi successive è prevista la realizzazione del dimostratore tecnologico, un suo test in laboratorio e quindi l’installazione su una unità navale di superficie della Marina Militare. Successivamente verrà sviluppato il prototipo in cui lo sforzo progettuale si concentrerà nella riduzione di dimensione, volumi e consumi dell’intero sistema.
FIB-FAAM
La FAAM opera da 40 anni nel campo dell’accumulo dell’energia e si distingue per la sua massima efficienza. A partire dal 2019 l’azienda entra a far parte dell’Industrial SpA all’interno del Gruppo Seri Industrial. E’ specializzata nello sviluppo e produzione di batteria agli ioni di litio.
Le celle litio-ione sono da considerarsi “sicure” cioè non pongono rischi per l’ambiente circostante e per il loro funzionamento finché operano all’interno dei parametri normali di temperatura e tensione. Al di fuori ci possono essere fenomeni di degrado fino ad una sua esplosione (thermal runway). Tali fenomeni sono da ricondurre ad agenti esterni, errori nei sistemi di controllo oppure da un errato assemblaggio o produzione degli elementi.
Al fine di evitare di incorrere in tali situazioni è necessario prevedere dei meccanismi di sicurezza esterni che limitano o impediscono il funzionamento della cella.
L’azienda sta lavorando all’ingegnerizzazione di una cella litio-ione ad alta sicurezza che utilizzi un elettrolita allo stato solido ininfiammabile e non volatile. Una cella di questa natura pur avendo performance di energia specifica e potenza decisamente inferiori alle celle litio-ione commerciali ha un range di stabilità termica molto più elevato, contiene materiali scarsamente o non infiammabili e di resiste a fenomeni di sovra-tensione/corto circuiti generati internamente o esternamente.
