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F-35 tra complessità e Concurrency engineering: Aereo innovativo o il più grande “bidone” della storia

Presento oggi il primo articolo di Mr Y un nuovo arrivo nella nostra crew, un personaggio vicino al mondo degli aerei militari che sa, sa molto, ma si limita a pubblicare solo dati di pubblico dominio.
La verità è li, basta solo vederla.

F-35 tra complessità e Concurrency engineering


“cosa dicevano intorno al 2010”


FOTOGRAFIA AD OGGI

Lo scorso 4 febbraio il Generale dell’USAF Bogdan è stato così gentile da fare il punto della situazione sul programma F-35, il nuovo cacciabombardiere ultramoderno sviluppato da Lockheed Martin in cooperazione con partner esteri, che mezzo mondo sta aspettando con ansia ed una sempre maggiore dose di inquietudine.
Il Generale va dritto al sodo e spazza via i maligni dubbi affermando che i Marines vantano già aerei con “ capacità di combattimento avanzata”e che sono già stati consegnati “150 aerei OPERATIVI” al 31/12/15.
Se il Generale si fosse fermato a questo punto, il pubblico se ne sarebbe andato a casa tranquillo e sereno (ed io non avrei cominciato a farmi domande..), ma invece va avanti e comincia ad elencare un numero imbarazzante di TEST IN CORSO, la cui fine è prevista “entro settembre 2017”, e conclude con un colpo da maestro tranquillizzando tutti: “il programma è ancora nella fase di SVILUPPO, una fase in cui i problemi possono ancora essere identificati e le soluzioni implementate per massimizzare le capacità dell’F-35”.
Dopo aver letto e riletto questa rassicurante dichiarazione, chiunque abbia un minimo di esperienza lavorativa in ambito industriale potrebbe restare sconvolto dalla scelta di accendere la produzione di un AEREO, PRIMA che la fase di validazione (TEST), di un prodotto così complesso sia terminata.

Aggiustamenti successivi del programma F-35: siamo a quasi 10 anni di “massimizzazione”
Se comprimere al massimo la validazione ed entrare in produzione è rischioso per prodotti relativamente semplici e basati su tecnologie consolidate, lo è ancor di più per prodotti intrinsecamente complessi che si basano su tecnologie recenti non completamente digerite; aggiungiamo che risolvere un difetto quando si lavora con i prototipi ha un costo relativamente basso, mentre quando si deve intervenire a produzione avviata, il rischio del classico “bagno di sangue” si concretizza in un lampo tra extra-costi e mostruosi ritardi.
Ma è COMPLESSO un F-35 o è un aereo come ce ne sono tanti?

COMPLESSITA’ E “CONCURRENCY”

L’idea alla base del programma Joint Strike Fighter (JSF, 1996), da cui nacque l’F-35, era di creare un solo velivolo con cui sostituire almeno 6 velivoli diversi; il JSF sarebbe stato costruito in grandi numeri e si sarebbero sviluppate nuove tecnologie, il tutto con l’obiettivo primario di contenere i costi di acquisto e di esercizio. 
Vediamo i velivoli che il JSF avrebbe dovuto sostituire e di cui avrebbe incorporato le caratteristiche:
Appare evidente la complessità del compito in quanto, prima ancora di essere un aereo, il JSF doveva soddisfare requisiti sostanzialmente differenti che, dovendo coesistere tra loro, si influenzano reciprocamente. 
Nel 2001, Lockheed vince la gara JSF e nasce l’F-35 che viene proposto in subito in 3 versioni nel tentativo di semplificare la progettazione:
  • F-35/A: decollo ed atterraggio convenzionale (CTOL), cliente principale USAF
  • F-35/B: decollo corto ed atterraggio verticale (STOVL), agognato dai MARINES.
  • F-35/C: variante da portaerei (CV), NAVY
Nell’ottica di perseguire al massimo il contenimento dei costi le 3 versioni avrebbero dovuto avere dal 70% al 90% di parti comuni, tra cui le più costose: motore, avionica e la maggior parte della struttura. 
Nel 2003 la gestione del programma viene tolta alla Lockheed per essere messa nella mani del Dipartimento delle Difesa (DOD), Lockheed rimane comunque il capocommessa del programma.
Facciamo scorrere il calendario ed arriviamo al 2005, l’F-35 non ha ancora spiccato il primo volo e qualcuno, pur considerando le notevoli risorse ingegneristiche di Lockheed, medita sulla complessità intrinseca del progetto.
Nel rapporto 05_271 il Government Accountability Office (GAO) degli Stati Uniti metteva in guardia contro i rischi generati dal pesante approccio in termini di concurrency: una decisa sovrapposizione tra la fase di TEST (System Demonstration and Development, SDD) e la fase di produzione.
L’idea di base della concurrency è di risparmiare tempo attivando la fase iniziale della produzione in anticipo rispetto al termine della fase di TEST e/o di progetto; ciò è tanto meno rischioso tanto più il prodotto è semplice, le tecnologie consolidate e la fase di progettazione vicina dal termine; viceversa, si rischia di realizzare un meraviglioso scenario: apparizioni di problemi imprevisti, costose soluzioni da implementare, prodotti da riprendere, scarti, fermi di produzione. 
Un incubo.
Vista l’impegnativa pianificazione, che prevedeva 200 aerei consegnati prima della fine della fase di SDD, il GAO sollevava forti dubbi sulla capacità di Lockheed nel risolvere problemi imprevisti e implementare modifiche a produzione avviata; il tutto magicamente a costo zero e senza ripercussioni sui tempi.

Pianificazione JSF (GAO 05-271).
Tuttavia, il Dipartimento della Difesa (DOD) aveva già deciso che era cosa buona e giusta procedere in tal modo, con la lodevole intenzione di “tenere sotto controllo i costi ed immettere il velivolo in servizio il prima possibile”. 
Anche in Italia c’erano certezze granitiche a quei tempi; ma questa è un’altra storia.
Torniamo dunque a parlare di aerei. A meno delle consegne effettuate nel 2015, ecco i magnifici 150 “OPERATIVI”di Bogdan:
“Pronti a bombardare gli inturbantati nemici della democrazia?”
IL CASINO PERFETTO?
Aggiorniamo la situazione del programma F-35 tramite fonti ufficiali americane evidenziando i punti più succosi di questo incredibile programma; inoltre scegliamo di concentrarci sul velivolo, tralasciando per il momento i sistemi accessori.

  • GAO, rapporto 364 del 1 Aprile 2015

Interessante e ben scritto, pecca leggermente di diplomazia:

  • OPERATIVITA’: sostengono che velivoli fino ad allora costruiti “non hanno alcuna capacità operativa, ma servono solo per addestramento” (pag.17). 


  • MOTORE: sviluppato apposta per l’F-35. Dopo l’incendio ad un motore avvenuto in decollo nel 2014 non si sono registrati altri incidenti gravi. Ma l’affidabilità non è ancora ai livelli richiesti. In progress.

“una impalpabile differenza tra i dati di progetto e la realtà”

Operational Test and Evaluation Office (OT&E), rapporto FY-15.

Nel rapporto annuale FY-15 (diffuso a gennaio 2016) il direttore J.M.Gilmore elenca, in modalità pressoché liturgica e con vacillante entusiasmo, una lista di rogne letteralmente sbalorditiva.
  • MARINES: si smonta senza pietà la loro tanto sudata ed appena acquisita Initial operational capability (IOC, capacità operativa iniziale).  Ottenuta in condizioni quasi da laboratorio, con aerei dotati di versione del software 2B per i quali, nel caso incontrino un nemico reale, si consiglia caldamente di “evitare il combattimento e di richiedere l’aiuto di forze amiche” (pag.48). Cosa?

SOFTWARE: il codice sorgente è concepito a strati in modo da permetterne la modifica e lo sviluppo; ogni strato incorpora tutte le caratteristiche del precedente e ne aggiunge altre. Nel 2005 si stimavano 15 milioni di righe di codice, di cui 6 sull’aereo ed il resto tra simulatori e sistemi associati, ad oggi siamo a 24milioni di cui 8 sul velivolo (wikipedia). 
Il software è il cuore della mitica FUSIONE dei dati che è una delle meraviglie di questo velivolo.
Vediamo brevemente le prodezze della FUSIONE nella versione 2B, ritenuta sufficiente dai Marines per dichiarare la IOC. 
In particolare, diamo un’occhiata ai risultati dei test integrazione armi (weapons delivery accuracy tests, WDA), terminati a dicembre 2015, dopo aver completato solo 12 dei 15 test previsti.
La data originale di chiusura test era ottobre 2014, ma insufficienti prestazioni del sistema di sensori e relativa fusione hanno ritardato il tutto.
I 3 test rimanenti, bloccati da BACHI relativi al radar, sono stati spostati nel gruppo test dei blocchi 3i e 3F, il cui fine test è previsto per il 2018. 
Tutti e tre i test sbolognati riguardavano il missile aria-aria AIM-120, quindi grazie alla fusione l’F-35 può vantare ottime intenzioni nel combattimento aria-aria, ma niente di più.
Se poi aggiungiamo il fatto che in 11 dei 12 test armi di cui sopra, la squadra di tecnici è intervenuta “per scavalcare le mancanze del sistema e per assicurare il buon esito del test” il quadro che ne risulta è di una desolazione sconfinata (pagg.37-53).
Infine la perla: con la versione 2B il RADAR funziona che è un piacere, registrando una media di 32h senza problemi ogni 200h di test, mentre con la versione 3i, che dovrebbe essere migliorativa, si inchioda ogni 4h su 200h di test; ragione per cui sono necessari “ripetuti riavvii a terra ed in volo”.(pag.49)
Tranquilli, sono solo BACHI: un’altra infornata di righe di codice e va tutto a posto, entro il 2021 ce la si fa.

PRESSIONE ALTA

  • Con il pieno di carburante non si può manovrare a più di 3g altrimenti la pressione nel sifone di collegamento tra i serbatoi di carburante salirebbe oltre i limiti imposti, e non sarebbe bene. Ai piloti si suggerisce di pianificare i contatti con il nemico per non trovarsi a dover manovrare con i serbatoi troppo pieni…(pag.44).
“una tanichetta tra le gambe del pilota no?”

SCALMANE

  • Se caricate armi nella stiva armi e se la temperatura esterna supera i 30°C dovete aprire la stiva ogni 10 minuti per evitare surriscaldamenti, sia a terra prima del decollo, sia in volo entro certe quote. Ricordarsi che aprire la stiva in volo equivale ad accendere una bella insegna al neon “io sono qui” sui radar avversari. Infine i cicli caldo-freddo sono un toccasana per la struttura e per le apparecchiature (pag.44). Ci stiamo lavorando.

COMBATTIMENTO AEREO RAVVICINATO 

  • Un goliardico test di combattimento tra un F-16D ed un F-35A ha visto l’F-16 vincere 17-0. Sarà stato un caso? (pag.44). 

CASCO “stile Iron Man”

  • E’ la pura incarnazione della fusione, in quanto tutti i dati di volo e necessari alla missione vengono proiettati direttamente sulla visiera del casco: incluse schermate radar, visione “attraverso l’aereo”, visione ad infrarossi, gestione armi e altro ancora. La sfida è portare la “consapevolezza situazionale” del pilota a vette mai viste, senza però tirarlo pazzo. Bellissimo, costa circa 400 kusd e vi conviene tenervelo caro, non tanto per il prezzo ma perché ogni casco è personalizzato su di voi in laboratorio; se per caso lo scassate o ve lo fregano, dovete andare di corsa negli USA per farvene fare uno nuovo, altrimenti non volate. Sfortunatamente il peso eccessivo non aiuta la cervicale in caso di espulsione dall’aereo. In fase di sviluppo (pag.80).

Seggiolino EITTABILE

  • Test di espulsione hanno stabilito che se pesate tra i 61 ed i 74kg avete il 23% di probabilità di rompervi il collo ed il 100% di un bel colpo di frusta: tale rischio è giudicato accettabile dal DOD, “anche se la base per la decisione di accettare tali rischi è sconosciuta” (pag.39). In fase di riprogettazione (pag.39). Auguri.

DIETA e FATICA

  • Segnaliamo infine la tendenza ad ingrassare dell’aereo il cui peso deve essere continuamente tenuto sotto controllo (Weigth Management), ed il fatto che le prove di fatica vanno benino rispetto a qualche anno fa, pur continuando a fare nuove scoperte su pezzi che si scassano quando non dovrebbero (pag.55).

FULMINI !

  • Infine una buona notizia: caduto il divieto che imponeva di volare stando alla larga dai temporali: almeno 25nm (miglia nautiche). Ma rimane la buona norma di stare al coperto e non decollare in presenza di fulmini entro le 25nm. Motivo: pericolo di esplosione se l’aereo fosse colpito da un fulmine (pag.49).
Se siete ancora convinti e vi piace un sacco l’F-35 sappiate che costa un po’ più di quanto avete messo a budget all’inizio del programma…e che il Generale Bogdan è un bel burlone.
-Continua –

Mr. Y

Nota di Nuke: e non avete letto ancora niente…

FONTI

ADVERTISMENT
http://f35development.weebly.com/

GAO, rapporto 271 del 1 Marzo 2005
http://www.gao.gov/products/GAO-05-271

GAO, rapporto 364 del 1 Aprile 2015
http://www.gao.gov/products/GAO-15-364

MIX Aerei
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:AV-8B_Harrier_landing_aboard_Principe_de_Asturias_%28R11%29.jpg

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:F-117_Nighthawk_Front.jpg

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Super_Hornet_on_flight_deck.jpg

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:F-16_June_2008.jpg

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:USAF_A-10_Thunderbolt_II_after_taking_on_fuel_over_Afghanistan.jpg


Family of Airctraft
http://www.defenseindustrydaily.com/f-35-joint-strike-fighter-events-contracts-2008-updated-04659/


OT&E JSF FY-15
http://aviationweek.com/site-files/aviationweek.com/files/uploads/2016/01/DOT%26E%202015%20F-35%20Annual%20Report.pdf


CASCO
Link incorporati:
http://mil-embedded.com/articles/getting-jet-fighter-helmet/

DISPOSIZIONE SERBATOI CARBURANTE
http://www.f-16.net/forum/viewtopic.php?f=60&t=26543

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