Bombardier

Tutto sotto controllo

PolyWorks riduce del 75% i tempi dei controlli di allineamento e simmetria sugli aeromobili Bombardier serie CRJ.

Quando un aeromobile tocca la pista, un’eventuale forza di impatto inaspettata può produrre quello che in gergo aeronautico si chiama “hard landing” (impatto violento). Data la frequenza dell’incidente, tutti i piloti, nel corso della loro carriera, normalmente subiscono almeno una volta un hard landing. Questo tipo di impatto può essere dovuto a vari fattori: le condizioni meteo, problemi meccanici, errore umano, ecc., e gli effetti della sua gravità possono spaziare tra un lieve disagio del passeggero fino a un danno importante all’aeromobile. Per questo, quando si verifica un hard landing, il velivolo deve essere controllato per verificare l’assenza di danni strutturali prima di fare un nuovo volo. In Bombardier Aerospace, è questo il momento in cui entra in gioco il team Ground Support Equipment.

Bombardier Aerospace è il terzo maggior costruttore aeronautico del mondo, e progetta, costruisce e manutenziona prodotti innovativi destinati al mercato degli aerei aziendali, commerciali, velivoli specializzati e anfibi. L’azienda mira a fissare nuovi standard per ciò che riguarda il supporto al cliente e la disponibilità degli aeromobili, e offre una gamma completa di servizi generali e di assistenza ai propri clienti. All’interno dell’organizzazione del gruppo Customer Support si trova il team Ground Support Equipment, costituito da esperti impegnati nella risoluzione di problemi tecnici, il cui compito è permettere agli aeromobili di continuare a volare.

Tenendo sempre a mente che un aereo a terra può comportare perdite di ricavo fino a 100.000 USD al giorno, il team CRJ Ground Support Equipment lavora ininterrottamente, ovunque, per rimettere in servizio l'aeromobile il più velocemente possibile.

L’attività del gruppo CRJ Ground Support Equipment si inserisce nel quadro della divisione aviazione commerciale, quindi degli aviogetti regionali Bombardier, serie CRJ NextGen. Quando un aereo subisce un incidente ed è necessario provvedere a un controllo dell'allineamento e della simmetria per analizzarne la struttura (ad esempio quando un velivolo viene colpito da un trasportatore di bagagli, da un finger o dopo aver subito un hard landing), il gruppo CRJ Ground Support Equipment viene informato e il team In Service Engineering viene proiettato in tempi brevi ovunque nel mondo.

Una volta giunto sul posto, il team In Service Engineering opera una diagnostica per stabilire se l'incidente abbia causato deformazioni o danni ai componenti o alla struttura dell'aeromobile in grado di influenzarne l’aeronavigabilità. Il protocollo di diagnostica è costituito da un'ispezione al velivolo che implica un controllo dell'allineamento e della simmetria volto a rivelare danni altrimenti non visibili. Se dopo l'ispezione l'aeromobile è fuori specifica, vengono effettuati i dovuti interventi di manutenzione. Al termine, viene effettuato un ulteriore controllo di allineamento e simmetria per verificare che l'aeromobile sia nuovamente idoneo al volo.

CONTROLLO ALLINEAMENTO E SIMMETRIA

Il controllo di allineamento e simmetria è una verifica dimensionale della cellula dell'aeromobile che serve a stabilire se le ali e la coda sono simmetriche rispetto all'asse longitudinale. Le ispezioni effettuate nel controllo di simmetria servono a verificare: deviazioni verticali della fusoliera, diedro dello stabilizzatore orizzontale, deviazioni verticali del motore, angolo di allineamento orizzontale del motore, deviazioni orizzontali della fusoliera, allineamento ali e stabilizzatore orizzontale, allineamento dello stabilizzatore verticale, incidenza alare e controllo svergolamento, controllo del carrello e simmetria delle alette di estremità (winglet). Controllare l'allineamento della struttura di un aeromobile significa ispezionare la posizione reciproca di ciascuno dei componenti principali come  le ali, la coda e la fusoliera.

Prima di effettuare il controllo, si devono rispettare alcune condizioni necessarie ad assicurare la precisione delle misurazioni: l'aeromobile deve trovarsi in un hangar chiuso in cui le correnti di aria e la luce del sole non possano influenzare i valori di lettura dell’allineamento, i motori devono essere spenti da almeno quattro ore, tutti i serbatoi del carburante debbono essere svuotati e il velivolo deve trovarsi in posizione livellata/neutra (ovvero montato su martinetti con il peso distribuito uniformemente).

La sfida

Il metodo tradizionale

Tradizionalmente il controllo allineamento e simmetria veniva effettuato usando il metodo del filo a piombo e piano di riferimento. Il metodo consiste nell'acquisire manualmente le misure usando fili a piombo, livelle ottiche di precisione, righe, nastro e vari accessori geometrici che costituiscono il kit di allineamento e simmetria. Purtroppo ciascun kit è specifico del modello di aeromobile; questo significa che quando è in uso, l'accessibilità è limitata. Inoltre il metodo tradizionale richiede due tecnici e, nelle condizioni migliori, 12-14 ore di lavoro.

Per effettuare il controllo vengono acquisiti dei punti di riferimento a partire dalle viti di simmetria presenti sull’aeromobile; viene quindi rilasciato il filo a piombo e vengono effettuate manualmente le misurazioni sul terreno. A causa delle enormi dimensioni dell’aeromobile, acquisire le misurazioni implica un dispendio di tempo e di risorse fisiche dei tecnici. Inoltre, considerando che la registrazione dei dati viene effettuata manualmente, devono essere sempre presenti due tecnici: uno per acquisire le misure, l'altro per registrare i risultati.

Taking measures manually requires time and patience to ensure precision

L'acquisizione manuale di misure richiede tempo e pazienza per essere precisa.

Un'altra serie di problemi è costituita dalle dimensioni fisiche del kit di allineamento e simmetria usato nel metodo tradizionale. Poiché il kit è contenuto in una casa di grandi dimensioni, il solo fatto di garantire che la spedizione segua il team diretto verso destinazioni internazionali rappresenta già una difficoltà. Normalmente questo implica costi aggiuntivi, ritardi e problemi doganali. In alcuni casi, queste complicazioni hanno costretto il team ad attendere l'arrivo del kit, con un conseguente dispendio di tempo. Un ulteriore problema è costituito dalla successiva spedizione del kit al luogo di origine: l'attrezzatura viene imballata da altri operatori, quindi con la possibilità che venga danneggiata o collocata erroneamente.

«Dopo aver scelto l'hardware 3D portatile, mi sono rivolto ai nostri specialisti di sistemi di misurazione dei servizi di tooling, che hanno caldamente consigliato PolyWorks®.» Benoit Roby, CRJ Ground Service Equipment

Per Roby e il suo team era arrivato il momento di semplificare i processi di allineamento e simmetria con un sistema portatile comune a tutti gli aeromobili. «Trasportare i kit di allineamento e simmetria tradizionali presentava molti svantaggi; per questo abbiamo preso in considerazione la scansione 3D; ma eravamo anche alla ricerca di una soluzione che non avrebbe influenzato l'inserimento o l'estrazione di dati dal nostro sistema di report», spiega Benoit Roby. «Dopo aver scelto l'hardware 3D portatile, mi sono rivolto ai nostri specialisti di sistemi di misurazione dei servizi di tooling, che hanno caldamente consigliato PolyWorks®.» L'obiettivo del team CRJ Ground Service Equipment era eliminare attrezzatura, risparmiare tempo e semplificare il più possibile gli strumenti di misurazione, anche perché non tutti i tecnici sono specialisti di metrologia.

La soluzione

Il metodo di metrologia 3d

Il team di Roby ha optato per il Leica Absolute Tracker AT401 e il CCR (Corner Cube Reflector) da 1,5" abbinati al software PolyWorks|Inspector™ di InnovMetric. Il metodo di metrologia 3D scelto fornisce una soluzione universale, vale a dire che è compatibile con tutti gli aeromobili. Oggi l'accesso limitato agli strumenti è una cosa che appartiene al passato.  «La nuova soluzione è universale, portatile, ed entra perfettamente nel nostro bagaglio a mano. Questo è un bel vantaggio, perché non è più necessario registrare l'attrezzatura come bagaglio durante gli spostamenti aerei», spiega Roby. Basta aggiungere all’attrezzatura un computer portatile e un supporto fatto in casa per il montaggio del laser tracker, e il kit allineamento e simmetria è fatto; con numerosi vantaggi a livello logistico.

Un altro vantaggio della soluzione di metrologia 3D portatile è costituito dal fatto che le condizioni ottimali di cui abbiamo parlato in precedenza, necessarie per l'esecuzione dei controlli di allineamento e simmetria, non possono essere sempre rispettate. Grazie alla flessibilità e alla robustezza offerte da questa soluzione, alcune fasi preparatorie possono essere eliminate integralmente; il che diminuisce una serie di vincoli di natura logistica.

Il lavoro svolto da due operatori in 12 ore oggi viene completato da una sola persona in 6 ore: un risparmio notevole.

La soluzione di metrologia 3D scelta.

Ma il vantaggio più importante è costituito dal notevole risparmio di tempo: ora è possibile eseguire un controllo di allineamento e simmetria impiegando un tecnico e sei ore di tempo; Roby stima che possono farcela anche in quattro ore.

Se consideriamo il fatto che il metodo precedentemente utilizzato implicava spesso dei ritardi dovuti al trasporto, è facile capire come il gruppo CRJ Ground Support Equipment non fosse in grado di definire una tariffa fissa per il servizio. Oggi, grazie al metodo di metrologia 3D, il team è in grado di stimare i costi: un vantaggio significativo, se pensiamo che all'interno di un'organizzazione come Bombardier riuscire a pianificare i costi operativi è un fattore essenziale.

Vantaggi

I dati delle misure acquisite con il CCR sono immediatamente disponibili in PolyWorks/Inspector.

L'applicazione

Con PolyWorks, tutta la procedura di allineamento e simmetria viene semplificata: il tecnico raggiunge la zona delle operazioni, prepara le attrezzature e individua i punti di riferimento sull’aeromobile; appena pronto, acquisisce le misure usando il CCR e PolyWorks si occupa del resto. Alcune delle operazioni, come ad esempio la definizione dell'asse, lo spostamento del dispositivo, l'abbinamento e le regolazioni di bilanciamento vengono effettuate direttamente in PolyWorks. Non appena viene acquisita una misura, i dati sono accessibili istantaneamente in PolyWorks e si aggiornano automaticamente nel report.

PolyWorks riduce l'errore umano: «Mi fido di PolyWorks: se si verifica un errore nel processo, viene immediatamente contrassegnato», spiega Roby. Una volta completata la misura dei punti di riferimento, il tecnico ottienein tempo reale le deviazioni rispetto ai punti nominali dal modello CAD CATIA presente in PolyWorks. Roby trova intuitiva l’interoperabilità del software; in effetti la facilità con cui PolyWorks gestisce i modelli importati dal software CAD, oltre alla facilità nel generare report erano fattori fondamentali che hanno influenzato la scelta di Roby.

Report

Con PolyWorks, generare report è più facile che mai. I risultati vengono esportati in Excel, e il formato di report standard esistente rimane invariato. «Ci veniva richiesta la conformità agli standard internazionali più rigorosi; per questo avevamo bisogno di una soluzione che non avrebbe dovuto influenzare il nostro modello di file. PolyWorks è facile da capire e da usare e inoltre risponde a tutti i nostri standard», spiega Roby. PolyWorks offre tutta la flessibilità nei report che serve al team In Service Engineering per operare sul campo: ora i report vengono creati in tempo reale. Inoltre il gruppo di assistenza tecnica PolyWorks ha lavorato a stretto contatto con il team di Roby per creare report adattati alle esigenze specifiche. Il risultato: I report sono stati ottimizzati e non esiste alcun impatto sul modello di report in quanto l’inserimento e l'estrazione dei dati sono rimasti gli stessi.

Conclusione

L’acquisto di PolyWorks doveva servire inizialmente ad assistere il team CRJ Ground Support Equipment nei controlli di allineamento e simmetria, e ha dato prova di essere in grado di andare oltre a questa aspettativa. «PolyWorks ci offre la versatilità di cui abbiamo bisogno. Avevamo acquistato questo prodotto per uno scopo preciso e abbiamo iniziato a usarlo per le mappature», spiega Roby. Con l'implementazione di PolyWorks nel proprio processo di ispezione, Bombardier ha ridotto del 75% i tempi dei controlli di allineamento e simmetria e, tenendo conto di questo risultato, PolyWorks è in fase di valutazione per essere inserito nei controlli di simmetria degli aerei anfibi.

Durante tutta la durata in servizio di un velivolo, è probabile andare incontro a danni strutturali di qualsiasi natura; per questo la valutazione del danno rimane una fase essenziale nel processo di riparazione di un aereo. Fortunatamente esistono soluzioni di provata efficacia in grado di assistere il personale addetto alle ispezioni e di aiutare a riportare gli aerei in volo il più velocemente possibile, riducendo i fermi tecnici, risparmiando denaro e contribuendo alla sicurezza del trasporto aereo.

Il prodotto presentato

Gli strumenti di metrologia 3D standard di settore per l'ingegneria di prodotto, guida di montaggio e ispezione finale.