SAND, il drone marino made in Italy al SeaFuture di La Spezia

Il Progetto di ricerca e sviluppo SAND, cofinanziato da Regione Toscana e realizzato attraverso la partnership tra Effebi, Meccano Engineering e IDS Ingegneria Dei Sistemi, si propone di essere una tra le soluzioni più innovative e di debuttare sul mercato, attraverso la creazione di una “fabbrica di droni”, già entro il prossimo anno.

Grazie ad una stretta collaborazione tra RINA e l’RTI (Raggruppamento temporaneo d’impresa) del progetto  (Effebi, Meccano Engineering, IDS Ingegneria Dei Sistemi) il dimostratore SAND sarà classificato sia come Fast Patrol Vessel sia nella sua peculiare caratteristica di mezzo Unmanned secondo i requisiti di un apposito Regolamento in corso di sviluppo da parte del RINA stesso. L’approccio concettuale modulare e quindi di grande flessibilità ed adattabilità, adottato dalla RTI nella progettazione, costruzione e certificazione con il  RINA, rende SAND un prodotto unico con una fortissima e solida proiezione alle sue molteplici applicazioni.

EFFEBI, MECCANO ENGINEERING e IDS Ingegneria dei Sistemi sono i tre protagonisti che con il progetto SAND si pongono l’obiettivo di sviluppare un prodotto “multipourpose” innovativo. Lo scopo della ricerca è infatti la progettazione di una piattaforma di drone navale in grado di integrare diversi Sistemi di Missione (SDM) avvalendosi delle tecnologie più avanzate.
La ricerca comprende anche la progettazione di una “Fabbrica Intelligente” che adotti soluzioni innovative di Protezione Ambientale e flessibilità di produzione.
La ricerca si concluderà con la costruzione in corso di un “dimostratore” che permetta di verificare la solidità del progetto di base.

Il primo esemplare del SAND dimostrerà come la “nuova era” dei droni è ormai una realtà e che questi mezzi possono agevolmente eseguire con successo moltissimi  dei  compiti oggi ancora prerogativa  dalle  Unità  Navali  tradizionali e quanto sia articolato e complesso il tema di ricerca sul tema per avere prodotti realmente affidabili e industrializzabili.

Il Drone SAND è costituito fondamentalmente da tre segmenti principali:

- la “piattaforma nave” che è l’elemento di proiezione sul mare e che è comunale a tutte le configurazioni di Sistema di Missione/Combattimento che possono essere installate a bordo. Detta piattaforma è caratterizzata dalla capacità di operare con mare formato ,sino a 4 mt d’onda e di autoraddrizzarsi in caso di capovolgimento  senza soluzione di continuità per quanto riguarda la specifico missione.
-  il  “sistema  operativo”,  che  comprende  il  Sistema  di  Controllo  di  bordo,  il  Sistema  di comunicazione Data Link e la Stazione di Controllo Remoto.
- il sistema produttivo, che comprende la Fabbrica Intelligente, sito nel quale SAND sarà prodotto.

Seguendo  la logica della “configurazione personalizzata” che il  prodotto  finito  potrà avere,  il progetto si propone altresì di correlare l’aspetto “produttivo” (qualità del prodotto il cui successo assicuri l’attesa ricaduta occupazionale) con la “competitività” in termini di soddisfazione del mercato sia per gli aspetti operativi che economici. Ciò sarà ottenuto mediante l’uso di una “fabbrica intelligente”, cioè pensata e realizzata per lavorare in sicurezza, in qualità e con minimi costi di gestione , di produzione ad a ridotto Impatto Ambientale.

La ricerca si avvale di tecnologie derivate dalle aree della ICT, Fotonica, Life Cycle Assessment, Chimica, Nanotecnologie studiando contemporaneamente i processi di produzione ed i correlati aspetti energetici ed ambientali. In particolare per gli aspetti della LCA   l’elaborazione delle caratteristiche fisiche di SAND e dei   dati di produzione , ha   tracciato le linnee guida alla progettazione della Production Engineering e della Fabbrica Intelligente.

Attualmente le attività di ricerca e sviluppo del Sistema SAND, fortemente caratterizzato da una flessibilità progettuale che permetta di soddisfare i requisiti di molteplici Utenti negli ambiti sia civili che della sicurezza, hanno consolidato la capacità di RTI di  progetto  (Effebi, Meccano Engineering, IDS Ingegneria Dei Sistemi) di proporsi con successo sul mercato internazionale con un prodotto competitivo in termini di prestazioni e di economicità.

Nella ricerca SAND sono stati considerati ben 10 profili di missione cui corrispondono diverse configurazioni del  SDM del Drone, caratterizzato dalla sua base modulare.

1.SAR (Search And Rescue):  ricerca, identificazione e soccorso di naufraghi.

2.Environmental Monitoring:    ricerca, scoperta ed allarme di situazioni di inquinamento delle acque,

3.Hydrographic Service: controllo e rilevamento dello stato delle acque e dei fondali, raccolta dei relativi dati ed informazioni quali correnti, maree, profili del fondale, ecc,

4.Mine Counter Measures: ricerca, identificazione e riporto di mine ancorate e da fondo. Potrebbe essere possibile anche implementare una capacità di neutralizzazione da studiare per particolari scenari.

5.Maritime Security: sorveglianza sopra la superficie per scoprire e contrastare uomini e mezzi insidiosi che minacciano assetti ed infrastrutture o che hanno comportamenti illeciti.

6.Surface Defence:  supporto ad attività militari sopra la superficie. È prevedibile l’integrazione a bordo di un set di sensori ed armamenti adeguato alla missione.

7.Special Operation Force Support: supporto di fuoco alle FS. Può anche essere implementata una capacità di prelevare personale in prossimità della costa.

8.Electronic Defence: ricerca passiva di targets elettronici e, se del caso, operazioni attive di disturbo/inganno

9.Maritime Interdiction: scoperta ed identificazione di unità militari e commerciali che si dirigono verso aree/linee di interdizione e supporto all’azione di interdizione

10.Anti Submarine Operation: ricerca, scoperta ed identificazione e riporto di sommergibili ostili e, se possibile, loro neutralizzazione.

Non è un caso che Navigo, centro servizi che ha accompagnato alla progettualità, sia già operativo per individuare proposte di sviluppo sul fronte nazionale e comunitari, e sia stato contattato anche da possibili clienti esteri che hanno dimostrato interesse al progetto.

Caratteristiche peculiari del SAND.

La piattaforma SAND, è stata progettata con sistemi di avanguardia in modo tale da realizzare un prodotto innovativo e di basso impatto ambientale:
-    Le sue forme di carena sono state studiate con particolare attenzione in modo tale da ridurre la resistenza al moto verificata mediante calcoli CFD, comportando così un abbattimento dei consumi di combustibile ed emissioni. La prua verticale a «V» profonda aumenta la lunghezza al galleggiamento e permette a SAND di tagliare i profili d’onda senza saltare da una cresta all’altra.
-    La  costruzione,  in  composito,  è  avvenuta  impiegando  tecniche  e  materiali  moderni  e innovativi quali il vetro, il carbonio ed il basalto la cui scelta applicativa e stata basata su approfondi prove di laboratorio. Le strutture inoltre, sono state ottimizzate ridistribuendo gli strati in funzione delle aree maggiormente sollecitate ed evidenziate mediante un’analisi agli elementi finiti (FEM) conferendo a SAND un ottimo compromesso tra peso e robustezza.
-    Le geometrie e la distribuzione dei pesi, consentono a SAND di auto raddrizzarsi in caso di ribaltamento

La piattaforma risponde anche ai requisiti di stealth e controllo EMI ed è dotata di:
-    Bassa segnatura RCS. La scelta dei materiali utilizzati nella laminazione  dell’ opera morta e delal  sovrastrutture e la loro particolare  modellazione geometrica  hanno consentito  di ottenere una bassissima tracciabilità.
-    Bassa segnatura magnetica
-    Bassa segnatura IR
-    Bassa segnatura acustica, riduzione delle emissioni sonore subacquee ed ambientali

SAND prevede inoltre l’applicazione di prodotti a base di nanotecnologia. Sono in fase di sperimentazione l’impiego di:
-    Trattamenti antivegetativi con un bassissimo coefficiente di attrito
-    Vernici termoriflettenti in grado di ridurre la segnatura termica dell’unità
-    Pellicole fotosensibili che permettono il controllo dell’impatto fotocromatico di SAND nell’ambiente in cui e demandato ad operare in base alla luce circostante .

Sistema Pilotaggio Remoto VP (Virtual Pilot)

L’attività realizzata è stata quella di inquadrare il VP-SAND come un sistema ideato al fine di dotare una unità navale di capacità di guida remota.
Il sistema si inserisce in un contesto in cui il natante è già dotato di tutti i sistemi in grado di consentirgli una conduzione con “uomo a bordo” in conformità alle prescrizioni del Codice della Navigazione, rispetto alla quale la presenza del VP-SAND non ha alcun impatto.
Le capacità aggiuntive di cui il Sistema doterà l’imbarcazione riguardano:

•    Controllo bidirezionale remoto per permettere di inviare a terra tutte le telemetrie, lo stato dei sistemi nave ed i dati/informazioni raccolte dai sensori di bordo, e di ricevere a bordo i comandi e la pianificazione di missione.
•    Sistema di comunicazione che permetta lo scambio dati sia entro l’orizzonte radio sia a distanze oltre l’orizzonte tramite connessione satellitare.
•    Pianificazione e condotta della navigazione in accordo alle prescrizioni della COLREG.
•    Pianificazione di missioni e definizione di task da eseguire in accordo ad essa.
•    Supporto  alla  navigazione,  con  verifica  della  pianificazione  di  missione  e  rotte  e monitoraggio del loro svolgimento.

Sistema di Visione Remota

E’ stato  studiato  un  sistema semi-immersivo  che permetta al  pilota remoto  di  visualizzare su appositi monitor in tempo reale la ripresa dell'ambiente in cui opera il Drone come se fosse nella plancia di bordo. Lo scopo è di mettere il pilota remoto nelle migliori condizioni possibili per valutare il comportamento del Drone a fronte sia delle condizioni meteomarine sia della condotta della navigazione.

Sistema di segnalazione fotonica

Il  sistema  permette  di  trasferire  a  persone  terze  (naufraghi,  personale  su  altri  natanti,  ecc.) indicazioni ed informazioni utili mediante due pannelli ottici, posti sulle fiancate della struttura centrale del Drone, su cui sono visualizzati i messaggi d’interesse sia in forma grafica che con testi in più lingue. Inoltre la comunicazione visiva sarà complementata da messaggi vocali trasmessi da appositi apparati fonici.

I messaggi sono selezionati e trasmessi dall’operatore della Stazione di Controllo Remoto.

I partner:

•Effebi SpA è responsabile della costruzione del drone e della progettazione e realizzazione del sistema di automazione di bordo, dell'installazione degli apparati di bordo e del SDM/C in un proprio sito di produzione,

•Meccano Engineering è responsabile della definizione dei requisiti operativi, della progettazione navale del drone, della pianificazione generale delle attività, degli studi di fattibilità, e dell’integrazione di componenti maggiori eventualmente forniti da produttori terzi al partenariato.

•IDS Ingegneria dei Sistemi S.p.A. è responsabile dello sviluppo delle capacità di navigazione autonoma e controllo remoto del drone, incluse le logiche adattive di reazione e le funzioni di interfaccia interne al SDM/C ed esterne con la Stazione di controllo remoto. Inoltre cura l’ottimizzazione degli aspetti di Compatibilità ElettroMagnetica e di segnatura Radar ed Infrarossa.

accompagnati da NAVIGO, centro servizi per  la nautica da diporto più grande d’Europa per numero e tipologia di soci, capofila del soggetto gestore del Distretto per la nautica e portualità toscana, organizzatore dei principali eventi del grande yachting in Italia.