Dal "big bang" aeronautico ai giorni nostri

Allorquando Orville e Wilbur Wright volarono nei pressi di Kitty Hawk il 17 dicembre 1903, diedero inizio all'equivalente aeronautico del Big Bang. Sebbene non fosse evidente all'epoca, il loro goffo Flyer utilizzava tutti gli elementi del volo moderno: 

• le ali, 
• il motore, 
• i comandi 
• e persino il carrello di atterraggio.

LE ORIGINI

E’ evidente che il velivolo Wright Flyer potrebbe sembrare indistinguibile da aerei come l’F-35, molti degli stessi principi di cui i Wright furono i pionieri sono sopravvissuti fino ai giorni nostri: è stato un viaggio strano  e lungo per andare dal punto A al punto B; ogni singolo pezzo dell'aereo moderno di oggi ha una storia incredibile da raccontare.


LE ALI

Per il Wright Flyer, le ali erano tutto in quanto i fratelli Wright erano a conoscenza che un monoplano poteva avere meno resistenza, ma un biplano era più manovrabile alle basse velocità. Erano anche consapevoli che il costruttore di ponti americano Octave Chanute aveva trovato una buona formula quando aveva usato un sistema di tralicci Pratt di controventi diagonali e verticali che si era rivelata un'ottima soluzione per l’aereo Flyer.

La struttura a biplano consentiva anche l'esclusivo sistema di "warping delle ali" dei Wright, che collegava le ali a un timone verticale. Tale sistema permetteva a quel timone verticale di coordinare automaticamente le virate dell’aereo.

Altri inventori hanno sperimentato il design delle ali, cercando di aumentare le prestazioni. 

L'aviatore Louis Blériot ebbe successo con i suoi monoplani, finché non raggiunse potenza e velocità che incontravano i limiti delle sue capacità ingegneristiche. Altri ingegneri utilizzarono ancora più le ali: 

• il Fokker Triplano ne aveva tre;
• il Caproni Ca 60 Triple Hydro-Triplane, 
• uno degli aeroplani dall'aspetto più strano mai costruito, ne aveva ben nove! 

Ma con troppo peso e resistenza, molti aerei ad ali multiple sono finiti in un disastro. Altri ingegneri hanno creato forme e arrangiamenti che sono durati anni dopo. Il progetto di coda di Eugene Lefebvre, un ingegnere e uno dei primi piloti acrobatici al mondo, emerse di nuovo nel Focke Wulf "Ente", nel Curtiss XP-55 e nel Rutan Long-EZ.

Poi venne l'ala a spazzata, dove le ali incontrarono la fusoliera ad angolo: questa è la configurazione dell'ala che John Dunne iniziò a sperimentare con velivoli ad ala a freccia senza coda nel 1911: Alexander Lippisch, Reimar e Walter Horten, e John Northrop seguirono il suo esempio. L'ormai familiare configurazione a delta, in cui le ali formano un triangolo, è apparsa nei progetti di Lippisch ed è stata utilizzata da molti produttori come Convair e Dassault.

Mentre l'orientamento dell'ala è importante, il design del profilo alare, o la forma del profilo dell'ala vista di lato, potrebbe esserlo ancora di più. I fratelli Wright credevano che i profili alari sottili avrebbero offerto meno resistenza, cosa che è apparsa in aerei come lo SPAD XIII della prima guerra mondiale. Ma l'aviatore olandese Tony Fokker è andato nella direzione opposta, utilizzando invece profili alari spessi che hanno generato una grande portanza e hanno fornito supporto strutturale senza fili o altri rinforzi. In quei primi anni, le ali erano realizzate in legno, filo e lino (non in tela come spesso veniva affermato), ma poiché i profili alari e il design delle ali diventavano sempre più complicati, gli ingegneri avevano bisogno di un nuovo materiale. Entro la prima guerra mondiale, i miglioramenti nella metallurgia risolsero la penalità di peso iniziale. A quel punto, i design interamente in metallo erano lo standard per i principali componenti degli aerei, che fornivano molti vantaggi ma uno grande: una facile manutenzione.

SISTEMI DI CONTROLLO

I fratelli Wright non hanno brevettato il loro aereo, ma hanno brevettato il sistema di controllo che ha condotto gli inventori dell'aviazione di tutto il mondo a cercare altri modi per controllare le loro macchine volanti. Negli anni '20, il produttore di aeroplani britannico Handley Page si imbatté in qualcosa di grande: il bordo d'attacco scanalato, una barra sottile attaccata al bordo anteriore dell'ala. Il nuovo sistema di Page era relativamente rudimentale, ma è considerato il nonno dei lembi del bordo d'uscita a tripla fessura trovati sul futuro Boeing 727.

Un altro salto ingegneristico arrivò negli anni '40 quando l'ala volante Northrop N-9M utilizzò un trim del pitch con un timone a trascinamento diviso e un elevone (per rollio e beccheggio) in modo che tutte le superfici potessero essere azionate insieme o indipendentemente. 

Negli anni '50, il bombardiere Convair B-58 Hustler impiegava un timone, elevoni e un complesso sistema di assetto automatico. Questo progetto alla fine ha portato agli stabilizzatori presenti su molti dei moderni caccia di oggi, come l' F-15EX Eagle II e il Boeing F/A-18, alcuni degli aerei più moderni e complessi al mondo.

I MOTORI

Sebbene i Wright sapessero intuitivamente che il controllo sarebbe stata la sfida più difficile, erano anche preoccupati per la potenza o spinta. Quando riuscirono a trovare un motore adeguatamente leggero e potente, risolsero il problema costruendone uno da soli. Il semplice ma elegante motore a 4 cilindri e 4 tempi venne progettato, come ogni elemento del velivolo Wright Flyer, per soddisfare un obiettivo specifico: generare una potenza relativamente elevata per un tempo relativamente breve. Avendo bisogno di ottenere 8 CV, quanto bastava per far decollare il Flyer, speravano in 12, ma ne raggiunsero 16!

Non ci sarebbe voluto molto perché gli imitatori si lanciassero in picchiata. Alcuni di questi, come Glenn Curtiss, erano già maestri costruttori di motori e un certo numero di produttori iniziò a offrire motori leggeri e potenti per uso aeronautico. La maggior parte di questi disponeva di 4, 6 o 8 cilindri in fila o a forma di V ed era raffreddata ad aria o a liquido. La potenza dipendeva principalmente dalla cilindrata: cilindri sempre più grandi producevano maggiore potenza, ma aggiungevano anche peso.

Il primo radicale progresso nelle prestazioni dei motori a pistoni avvenne con lo Gnome Rotary di Louis e Laurent Seguin nel 1909. L'idea di fissare l'elica ai cilindri che ruotano attorno a un albero motore fisso non era nuova, ma i Seguin eseguirono l'idea in modo impeccabile. Con un peso di circa 120 libbre, lo Gnome originale a 5 cilindri erogava 34 CV a 1300 giri/min.

Uno Gnome a 7 cilindri da 50 CV, installato nel biplano Voisin di Louis Paulhan, fu il primo a volare, il 16 giugno 1909. Lo sviluppo dei motori rotativi progredì rapidamente, per il loro elevato rapporto potenza-peso più che contro il fatto che bruciavano molto carburante (una miscela di benzina e olio di ricino) ed emettevano fumi insopportabili.

Presto i motori convenzionali raffreddati a liquido divennero dominanti, sia con cilindri in linea che a V, e furono favoriti per gli aerei da combattimento perché la loro forma in linea consentiva una migliore aerodinamica.

A partire dal 1921, gli esperimenti innovativi dell'ingegnere Charles Lawrance condussero a una meravigliosa competizione tra Pratt & Whitney e Wright Aeronautical che portò ai motori radiali più potenti e affidabili del mondo. Questi propulsori erano aiutati da carenature aerodinamiche che miglioravano il raffreddamento e aumentavano la velocità, e avrebbero portato l'aviazione aeronautica sempre più in alto, fino a quando la seconda guerra mondiale non avrebbe cambiato gli aerei per sempre.

GLI AEREI A REAZIONE

Nel 1942, i motori a pistoni erano più potenti che mai. Per ottenere più potenza, gli ingegneri aggiunsero più cilindri, compressori sempre più complessi o sistemi per iniettare acqua, alcol o sostanze chimiche nel carburante. Semplicemente non era fattibile. Fortunatamente, due ingegneri, che lavorano indipendentemente l'uno dall'altro, avrebbero inaugurato un'intera nuova era dell'aviazione. Il pilota acrobatico della Royal Air Force Frank Whittle e Hans Joachim Pabst von Ohain, con un dottorato di ricerca appena coniato dell'Università tedesca di Goettingen, ciascuno  sviluppò motori a reazione di successo. Mentre Whittle subì un rifiuto iniziale da parte del governo britannico, Ohain ottenne il sostegno entusiasta dell'industriale Ernst Heinkel.

Il 27 agosto 1939, l' Heinkel He 178, alimentato dal motore HeS 3B di Ohain, divenne il primo aereo a reazione. Due anni dopo, il motore Power Jets W.1 di Whittle volò a bordo del Gloster E.28/39. 

Questi motori a reazione generavano circa la stessa potenza dei motori a pistoni più complessi che sostituivano. Sebbene il consumo di carburante fosse elevato e l'affidabilità bassa, il motore a reazione a funzionamento regolare si sviluppò rapidamente. Il consumo di carburante migliorò presto e l'affidabilità aumentò vertiginosamente; la corrosione, piuttosto che l'usura, era ed è il più grande nemico del moderno motore a reazione. 

I primi motori a reazione erano di tipo centrifugo o a flusso assiale. Col tempo, i motori a reazione divennero più complessi, ma non hanno mai raggiunto il grado di complessità dell'ultima generazione di motori a pistoni. Il genio dei progetti di Pratt & Whitney venne alla ribalta nei primi anni '50 con il JT-3 a doppia bobina, che forniva 10.000 libbre di spinta con un buon risparmio di carburante e fantastici periodi di tempo tra le revisioni (TBO) di quasi 15.000 ore. In confronto, lo Junkers Jumo 004, uno dei primi jet tedeschi che alimentava il Messerschmitt Me 262, era un motore TBO di 25 ore.

Nel 1958, P&W fece il prossimo grande passo con lo sviluppo del suo turbofan TF33, una versione civile del motore JT8D. 

Il motore sembrava fare l'impossibile: ottenere spinta per niente semplicemente bypassando l'aria fredda attraverso una ventola collegata. Negli anni successivi, i miglioramenti in termini di potenza e risparmio di carburante posero le basi per lo sviluppo di motori simili della General Electric, Rolls-Royce e altri.

Sebbene inizialmente si pensasse che il motore a reazione avesse un'applicazione limitata ai caccia ad alta quota, il suo uso si diffuse rapidamente ai bombardieri e agli aerei da trasporto. Fin dall'inizio, gli ingegneri hanno pianificato di utilizzare motori a reazione per azionare le eliche, fornendo una combinazione di propulsori più efficiente a velocità subsoniche. Il primo turboelica fu utilizzato sperimentalmente su di un Gloster Meteor, ma la prima applicazione commerciale fu sull'aereo di linea Vickers Viscount del 1948. I turboelica sono diventati rapidamente un punto fermo per i progetti che richiedono capacità di portanza elevata e velocità medie.

L'avvento della potenza dei velivoli a reazione, con le loro velocità e altitudini più elevate, ha presentato ai progettisti di aeromobili sfide completamente nuove. Gli aerei dovevano essere pressurizzati per fornire comfort ad alta quota e le ali dovevano essere spazzate ancora più radicalmente a velocità più elevate. Furono introdotti nuovi materiali per resistere alle grandi sollecitazioni di molteplici cicli di pressurizzazione. Con l'aumentare della potenza dei motori a reazione, è stato possibile costruire velivoli più grandi con un minor numero di motori. Oggi i più grandi aerei commerciali, il Boeing 747 e l' Airbus A380, hanno quattro motori, ma la maggior parte dei grandi aerei di linea ne utilizzano solo due.

CARRELLI DI ATTERRAGGIO

Alcuni dei primi pionieri dell'aviazione non pensavano molto al problema dell'atterraggio. Non così i fratelli Wright, che scelsero di utilizzare i pattini per il decollo e l’atterraggio che furono integrati nella struttura del loro Flyer come la soluzione più semplice, robusta e leggera.

Il contemporaneo Glenn Curtiss della Wright adottò un approccio completamente diverso, dotando i suoi primi velivoli progettati di un carrello di atterraggio triciclo che derivava, almeno in parte, dalla sua esperienza nella costruzione di motociclette. Il carrello di atterraggio "Taildragger" a ruote posteriori divenne presto popolare, ma quando i freni efficaci divennero ampiamente disponibili, i progettisti tornarono al telaio del triciclo. Su aerei più grandi, altri stili, compresi i tipi di bicicletta e multi-bogie, vennero adattati al compito.

Sebbene sembri il più avanzato, il carrello di atterraggio retrattile è uno dei componenti più antichi dell'aviazione, che risale al brevetto di Alphonse Pénaud del 1876 per un anfibio monoplano. Apparve per la prima volta sull'aereo Matthew Sellers del 1908. Il primo carrello retrattile pratico fu utilizzato dal corridore Dayton Wright RB 1, un concorrente del Pulitzer Trophy nel 1920. Seguirono diversi tipi sperimentali tra cui uno utilizzato sul corridore Verville Sperry.

A metà degli anni '30, velocità più elevate avevano reso essenziale il carrello di atterraggio retrattile. Alcuni progettisti decisero di lasciare esposte le ruote retratte, come fu fatto sul Boeing Model 247 e sul Douglas DC-1, 2 e 3, per alleviare lo stress di un atterraggio di emergenza con le ruote sollevate.

Nei caccia, l'Unione Sovietica aveva aperto la strada nel 1932 con il primo aereo operativo dotato di un carrello retrattile, il Polikarpov I-16. Presto seguirono i biplani Grumman, Messerschmitt Bf 109, Hawker Hurricane, Seversky P-35, Curtiss P-36 Hawk, Supermarine Spitfire, Fiat G50, Macchi 200, 202 e altri. Nel corso del tempo, i carrelli di atterraggio divennero più sofisticati, specialmente sugli aerei da trasporto pesanti.

Ma prima che gli aeroporti riempissero il mondo, gli ingegneri facevano affidamento sulle piste più grandi del pianeta: l' acqua. Henri Fabre aprì la strada con il suo primo volo acquatico il 28 marzo 1910. Tuttavia, fu Curtiss a rendere pratico l'idrovolante, a partire dal suo Flying Boat n. 1, che volò il 10 gennaio 1912. Curtiss non si voltò mai indietro, mettendo in campo un superbo progetto di idrovolante dopo l'altro. Il suo NC-4 fu il primo aereo a sorvolare l'Atlantico, il 31 maggio 1919. Oggi Curtiss è giustamente conosciuto come il padre dell'aviazione navale.

L’INTRODUZIONE DELL’ELETTRONICA

Mentre i produttori di aerei di tutto il mondo continuano a mettere a punto ogni elemento del design moderno degli aerei, la fine del XX e il XXI secolo hanno visto un'esplosione nell'elettronica alloggiata all'interno della fusoliera dell'aereo. Dall'introduzione del posizionamento globale satellitare per la navigazione aerea a metà degli anni '90 al collegamento di caccia stealth con droni in rete negli anni 2020, la nuova tecnologia cablata negli aerei moderni continua a plasmare il futuro dell'aviazione.

Con l'avvento dei droni, sono in corso sforzi per accoppiare gregari avanzati dotati di intelligenza artificiale con aerei con equipaggio in programmi come Skyborg, Loyal Wingman e il russo Sukhoi S-70 Okhotnik-B.

Gli anni '60 e l'inizio degli anni '70 hanno visto l'introduzione di "abiti di vetro" in applicazioni sia commerciali che militari, o cabine di pilotaggio che presentavano display elettronici piuttosto che indicatori analogici tradizionali. Ma è stato solo con la rivoluzione della fusione dei dati all'inizio del secolo che la vera potenza di questi display ha potuto essere sfruttata in velivoli tattici avanzati come l' F-35 Joint Strike Fighter.

ALTRI SCORCI DI STORIA DELL'AVIAZIONE

Ora, i vecchi jet di quarta generazione come l' F-15 e l' F/A-18 stanno ricevendo entrambi un restyling della cabina di pilotaggio, e si tratta di gestione dei dati. Questi velivoli “quasi immortale” stanno sostituendo una serie di indicatori analogici con una combinazione semplificata di touchscreen e display heads-up. L'elettronica moderna della cabina di pilotaggio può combinare i dati raccolti dall'interno e ben oltre l'aereo stesso, fonderli tutti in un'interfaccia facile da capire e proiettarli direttamente nella linea di vista del pilota attraverso i display del casco e i touchscreen multiuso.

L'architettura digitale del sistema aperto in applicazioni sia militari che commerciali, o la separazione del software di un aereo dall'hardware su cui viene eseguito, sta appena iniziando a consentire di estrarre nuove funzionalità dai velivoli esistenti. L'F-35, ad esempio, può ricevere aggiornamenti wireless che migliorano le capacità proprio come il telefono i-Phone.

Mentre questi progressi elettronici sarebbero stati impensabili ai tempi dei fratelli Wright, i principi di base di quel primo volo a Kitty Hawk sono ancora visibili e utilizzati ai tempi d’oggi. Dopo più di un secolo di innovazione, molte delle idee originali dei fratelli Wright sono ancora vive e vegete.

(Web, Google, Popular mechanics, Wikipedia, You Tube)

 

Il sottomarino radicalmente Stealth “Type-212CD avrà un dislocamento incrementato

I sottomarini si affidano alla furtività per mantenere l'elemento sorpresa e sfuggire alle minacce e per decenni questa caratteristica è stata concentrata sulla riduzione del rumore emesso dal sottomarino. Con l’utilizzo di avanzatissimi sonar attivi per localizzare i sottomarini, sono necessarie nuove e più avanzate misure furtive. Il costruttore di sottomarini tedesco TKMS sembra essere il primo ad applicare un radicale “stealth shaping”.

La Deutsche Marine ha in servizio operativo una flotta di sottomarini avanzati, gli attuali Type-212A, che, come noto, sono stati i primi al mondo a introdurre le celle a combustibile AIP (con alimentazione indipendente dall'aria). Ora, due esemplari derivati da tale classe, i “Type-212CD", si aggiungeranno e integreranno la flotta tedesca.

Oltre ad essere più recenti di oltre 10 anni rispetto alle unità attuali, saranno anche molto più grandi, con capacità migliorate e, in particolare, una maggiore furtività nelle insidiosissime acque del Baltico.

Il Type-212CD è un progetto congiunto tra i governi tedesco e norvegese. L'ordine di sei sottomarini (2 per la Germania, 4 per la Norvegia) vale circa 5,5 miliardi di €. Il costruttore navale tedesco Thyssenkrupp Marine Systems (TKMS) sta lavorando con il partner norvegese Kongsberg e la prima unità della nuova classe sarà impostata nel 2023 e consegnata alla Marina norvegese nel 2029. Nel frattempo la Marina tedesca dovrebbe ottenere il suo primo esemplare a partire dal 2032.

Le specifiche generali pubblicate da TKMS mostrano le dimensioni del nuovo sottomarino che è molto più grande dell'attuale Type-212A: 

• un dislocamento aumentato di un incredibile 65% da 1.524 t a circa 2.500 t;
• la lunghezza è aumentata di quasi il 30%, da 57,20 m (188 piedi) a 73 m (240 piedi); 
• la larghezza è aumentata di quasi il 50%, da 6,8 m (22 piedi) a 10 m (33 piedi);
• l’altezza verrà aumentata di 2 m (6,5 piedi).

Uno dei fattori trainanti per l'aumento delle dimensioni è che il sottomarino è ora racchiuso in un grande scafo esterno, modellato per ridurre la firma sonar dell'unità. Altri benefici derivanti dall'aumento del dislocamento non sono stati resi pubblici. 

Possiamo immaginare tuttavia che il sottomarino AIP potrà: 

trasportare più armi, 

avere un secondo generatore diesel ;

ed essere in grado di funzionare più a lungo;

imbarcherà un sistema di lancio verticale in grado di lanciare in navigazione sottomarina il missile NSM. 

"Stealth Shaping”

Ci sono due modalità di base del sonar che il sottomarino potrebbe affrontare. Il sonar attivo è quando qualcuno trasmette rumori e ascolta gli echi quando rimbalzano sul sottomarino. Il sonar passivo rileva semplicemente qualsiasi suono emesso da un sottomarino ostile, come: 

• pompe, 
• motori, 
• persino il flusso d'acqua sulla superficie. 

Per anni il sonar passivo è stato visto come il re della guerra sottomarina perché non rivela la posizione del predatore.

Tuttavia questo sta cambiando: i sottomarini sono diventati molto più silenziosi, l'efficacia del sonar passivo è diminuita e potrebbe essere necessario utilizzare necessariamente anche sonar attivi. Pertanto, essere invisibile al sonar attivo può fornire un vantaggio tattico.

Molti sottomarini allo stato dell’arte utilizzano già strati di speciali piastrelle o toppe di gomma, noti come rivestimenti anecoici, per ridurre la quantità di suono che viene riflesso al mezzo ostile. Lo fanno assorbendo il più possibile il suono in ingresso. Sebbene questo tenda ad essere moderatamente efficace, non rendono invisibile il sottomarino. Il Type-212CD porta questo al livello successivo; i lati piatti inclinati dello scafo esterno sono il modo principale con cui riduce la firma sonar, nota come forza dell'eco target.

Uno scafo di sottomarino regolare con una sezione trasversale cilindrica rifletterà le onde sonar in arrivo da quasi tutte le direzioni: una superficie piana, se maggiore della lunghezza della lunghezza d'onda del sonar in ingresso, rifletterà il suono in un fascio stretto: questo è lo stesso principio di base utilizzato sugli aeromobili stealth.

Naturalmente non è così semplice in quanto le condizioni esatte dell’acqua (variabili a seconda dello stato locale dei mari), possono influenzare il percorso del suono; anche la lunghezza d'onda del sonar è un fattore importantissimo. Tuttavia, con un'ampia modellazione al computer, la tedesca TKMS è stata in grado di ottimizzare gli angoli per far funzionare lo “stealth shaping” nella più ampia gamma di condizioni operative.

La corsa per essere primi

In realtà il Type-212CD non è il primo sottomarino ad essere progettato con uno scafo esterno sfaccettato come questo. Già nella seconda guerra mondiale, quando il sonar attivo era ancora agli albori, i progettisti tedeschi progettarono l' U-Boot Type-XXIX-H che utilizzava i lati angolati di base e la vela. Tale mezzo subacqueo, non fu mai stato costruito.

Anche l'azienda statunitense Lockheed ha sperimentato concetti simili di occultamento sonar che erano un sottoprodotto dello sviluppo del famoso caccia stealth F-117A Nighthawk. Intorno al 1980 proposero senza esito persino un sottomarino invisibile alla US NAVY che presentava lati angolati come il Type-212CD. 

Più recentemente architetti navali in diversi paesi hanno esplorato questi principi. Da notare che diversi progetti della BMT britannica presentavano sezioni trasversali simili con alcuni suggerimenti in progetti futuri. Tuttavia, è certo che il Type212CD sarà il primo ad adottarlo su larga scala.

La cooperazione industriale di Germania e Norvegia è la base del progetto 212CD. Thyssenkrupp Marine Systems (TKMS) è stata incaricata di costruire sei nuovi sottomarini Type 212 Common Design (CD) per le marine norvegese e tedesca per un valore di circa 5,5 miliardi di euro; come già detto, i contratti prevedono la consegna di due sottomarini 212CD alla Germania e i restanti quattro alla Norvegia. L'amministratore delegato della TKMS, Rolf Wirtz, ha detto: "L'ordine del 212CD è un'importante pietra miliare. Le marine norvegese e tedesca introdurranno in servizio i sottomarini più moderni del mondo; il lavoro di squadra internazionale e industriale modellerà permanentemente la cooperazione nel settore marittimo, e noi abbiamo creato un utilizzo di capacità per la nostra azienda”. TKMS inizierà a lavorare alla costruzione della prima nave nel 2023. La Norvegia dovrebbe ricevere il primo dei suoi quattro sottomarini nel 2029. La Germania riceverà le sue due navi nel 2032 e 2034.

La TKMS ha già iniziato i lavori preparatori per l'ordine con la costruzione di un nuovo hangar di costruzione navale nel suo cantiere. La cooperazione industriale di Germania e Norvegia è la base del progetto 212CD. I nuovi sottomarini sono basati sul design del sottomarino Tipo 212A, che sarà ulteriormente sviluppato incorporando tecnologie avanzate. Le navi Tipo 212A sono già in servizio in Germania e in Italia.

Separatamente, TKMS ha firmato contratti con il suo partner industriale norvegese Kongsberg Defence & Aerospace per la fornitura del sistema di combattimento ORCCA per le sei unità e del Naval Strike Missile (NSM). Nell'ottobre 2017, Kongsberg e TKMS hanno costituito una nuova impresa comune (JV) nota come kta Naval Systems.

Sulla base delle competenze e dei prodotti comuni dei partner della JV, kta naval systems, insieme alla sua famiglia di prodotti ORCCA Combat Systems, svilupperà, produrrà e manterrà esclusivamente tutti i sistemi di combattimento per la TKMS.

L'amministratore delegato di Kongsberg, Geir Håøy, ha confermato: "Le consegne dureranno fino al 2030 ed è una pietra miliare importante e strategica che rafforza la nostra posizione in Europa con la Germania come un partner importante e vicino. Con questa nuova ed estesa cooperazione industriale, la partnership viene portata ad un nuovo livello che avrà grande importanza per lo sviluppo tecnologico norvegese e la creazione di valore”.

I sottomarini sono stati acquistati dalla Norwegian Defence Materiel Agency (NDMA) e dal Bundesamt fur Ausrustnung, Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr (BAAINBw) in Germania.

Programma Tipo 212CD

I governi tedesco e norvegese hanno firmato un accordo per lo sviluppo congiunto, l'approvvigionamento, il funzionamento e la manutenzione dei sottomarini nel giugno 2017. La cooperazione si estenderà anche ai missili navali a cambiamento d’ambiente, rafforzando la cooperazione tra le due marine e ampliando la cooperazione industriale, di ricerca e sviluppo.

La TKMS e la sua unità di business per i sistemi elettronici navali, ATLAS ELEKTRONIK, hanno collaborato con il partner industriale norvegese Kongsberg Defense & Aerospace per formare una joint venture, kta Naval Systems per lo sviluppo dei sottomarini e altri sistemi di combattimento nell'ottobre 2017. Lo sviluppo dei sottomarini richiederà un investimento stimato di circa 5,5 miliardi di euro (6,4 miliardi di dollari). I lavori di costruzione del primo sottomarino inizieranno nel 2023. Questo primo sottomarino dovrebbe essere consegnato alla marina norvegese nel 2029, mentre le due navi per la marina tedesca dovrebbero essere consegnate nel 2031 e nel 2034. I nuovi sottomarini rimarranno in servizio fino al 2060. Anche la Royal Netherlands Navy sta progettando di acquistare i sottomarini Type 212CD per sostituire gli attuali sottomarini della classe Walrus, mentre altri potenziali clienti potrebbero includere la Marina italiana e quella polacca.

Design e caratteristiche dei sottomarini Type 212CD

I sottomarini AIP Type 212CD sono basati sui vecchi sottomarini Type 212A ma avranno strutture uniche, sistemi di combattimento moderni, un'enorme potenza di fuoco e una tecnologia stealth superiore. Il design unico a forma di diamante del sottomarino garantirà una significativa riduzione della forza dell'eco del bersaglio (TES), mentre la propulsione indipendente dall'aria basata su celle a combustibile gli permetterà di rimanere sommerso per diverse settimane. Inoltre, l'esclusiva architettura non magnetica renderà la nave non rilevabile dai futuri sensori di rilevamento delle anomalie magnetiche (MAD). Il sistema di celle a combustibile  della HDW offrirà una soluzione unica per l'integrazione dei sottomarini non nucleari: è sviluppato appositamente come un convertitore di energia silenzioso e un'estensione di un sistema di propulsione convenzionale. L'avanzamento del design minimizza il rischio tecnico e commerciale, consentendo miglioramenti adeguati e avanzati senza influenzare la pianificazione dei tempi e dei costi. Ottimizzati per le forze operative speciali, i sottomarini saranno adatti a operazioni occulte in ogni area del mondo.

Sistema di gestione del combattimento

I sottomarini Type 212CD saranno dotati di un nuovo sistema di combattimento chiamato ORCCA: sistema completamente integrato che combina la massima adattabilità con il massimo grado di sicurezza informatica. ORCCA è il più avanzato sistema di combattimento per sottomarini non nucleari disponibile sul mercato e permette al suo operatore di intraprendere un'analisi integrata dei dati da una serie di sistemi di bordo attraverso un'unica interfaccia multiuso per un processo decisionale solido e rapido. Gli operatori dell’ ORCCA potranno interagire come parte di un'unità in missioni globali come la NATO o l'UE. Le comunicazioni tra i sistemi di bordo e i moduli di dominio nazionale e internazionale saranno supportate da un'infrastruttura IT dedicata.

Sistemi d'arma sui sottomarini Type 212CD

I sottomarini Type 212CD saranno dotati di missili guidati antinave di tipo NSM (Naval Strike Missile) Block 1A che è in grado di ingaggiare obiettivi marini e terrestri con notevole precisione, in particolare lungo la costa. Il missile per  l'attacco di precisione a lungo raggio di quinta generazione è guidato da un sistema di navigazione inerziale e assistito da un ricevitore GPS militare e da un altimetro laser. Il design furtivo dell'NSM, insieme agli esclusivi sensori passivi a infrarossi e di imaging, lo rendono estremamente difficile da rilevare, aumentando la precisione e riducendo i danni collaterali.

L'NSM è un missile di precisione a lungo raggio in grado di rilevare e distruggere bersagli terrestri e marittimi pesantemente difesi a lunghe distanze. 

Nel 2018, anche la US Navy Navy ha assegnato a Raytheon un contratto per la produzione e la consegna di NSM come sistema d'arma over-the-horizon dell’Us Navy per navi da combattimento litoranee e per le future fregate. 

La selezione da parte del Corpo dei Marines del missile antinave della Marina migliora l'interoperabilità congiunta e riduce i costi e gli oneri logistici.

Questo missile di quinta generazione aggiungerà un'altra dimensione per le operazioni di controllo del mare e per la protezione dalle navi da guerra avversarie.

Il missile stealth NSM è l'ultimo prodotto realizzato in partnership con la Norvegia e il suo leader della difesa Kongsberg. 

Un missile NSM mobile, basato sulla terraferma, verrà distribuito anche alle forze di difesa costiera polacche.

Il Naval Strike Missile (NSM) è un missile anti-nave e di terra, sviluppato dalla compagnia norvegese Kongsberg Defence & Aerospace(KDA).

Specifiche:

• Massa - 410 kg
• Lunghezza - 3,95 m
• Testata - 125 kg HE blast- frammentazione
• Detonazione  meccanismo -  Fusioneprogrammabile
• Motore - Booster acombustibile solido, microturbo TRI 40turbojet
• Raggio d’azione - NSM 185 km (115 mi; 100 nmi) + (profilo dipendente)  - JSM 185 km (115 mi; 100 nmi) + profilo basso-basso-basso, 555 km (345 mi; 300 nmi) + profilo hi-hi-basso
• Altitudine di volo - zero - zero
• Velocità - Alto subsonico
• Guida sistema - Inertial, GPS , navigazione di riferimento del terreno, homing a infrarossi perimmagini, database di destinazione 
• Piattaforma di lancio - Navi navali, veicoli terrestri.

Il nome originale norvegese era Nytt sjømålsmissil (letteralmente nuovo missile bersaglio marino, che indica che è il successore del missile Penguin); il nome commerciale inglese Naval Strike Missile fu adottato più tardi.

Il contratto di produzione in serie del Naval Strike Missile fu firmato nel giugno 2007. Il missile fu scelto dalla Royal Norwegian Navy per le sue nuove fregate di classe Fridtjof Nansen e per le motovedette della classe Skjold. Nel dicembre 2008 il missile NSM fu selezionato dalla marina polacca, che ordinò 50 missili terrestri (di cui 2 per i test) in base alle offerte del 2008 e del 2011, con consegna prevista per il periodo 2013-2016. Il traguardo finale fu completato a giugno 2011 con i test di Point Mugu. Il 12 aprile 2011, il ministero della Difesa norvegese annunciò la fase 2 dello sviluppo. 

Nel 2012, la Royal Norwegian Navy lanciò in volo un NSM per la prima volta. La nave in questione era la HNoMS Glimt, una motovedetta della classe Skjold. Mercoledì 5 giugno 2013, la Royal Norwegian Navy per la prima volta sparò un missile NSM con una testata attiva contro una nave bersaglio. La fregata di classe HNoMS Trondheim, ritirata da Oslo, fu colpita e la testata di guerra funzionò come previsto. 

Nel giugno 2013 la Polonia ha completato la divisione missilistica costiera equipaggiata con 12 NSM e 23 veicoli su telaio Jelcz (inclusi sei lanciatori, due radar TRS-15C, sei sistemi antincendio e tre veicoli di comando). Alla fine, la divisione missilistica costiera sarà dotata di 12 lanciatori con quattro missili ciascuno per un totale di 48 missili. Nel dicembre 2014 la Polonia ha ordinato una seconda serie di lanciatori e missili per equipaggiare un battaglione di Strike Navy. 

Alla fine di luglio 2014, la US Navy ha confermato che l'NSM sarebbe stato testato a bordo della nave da combattimento littorale USS Coronado (LCS-4). Il test si è verificato con successo il 24 settembre 2014. Kongsberg e Raytheon hanno collaborato per lanciare l'NSM per dotare le LCS con un missile anti-nave lanciabile oltre l'orizzonte. 

Il 31 maggio 2018, la US NAVY ha ufficialmente selezionato l'NSM come arma anti-nave OTH delle LCS. L'intero valore del contratto potrebbe crescere sino a $ 847,6 milioni.  La Us Navy prevede di schierare l'NSM alla fine del 2019. 

Durante le esercitazioni a fuoco RIMPAC 2014 la fregata Fridtjof Nansen ha effettuato un lancio di successo dell’NSM: il missile ha colpito il bersaglio senza alcun problema.

Nel 2015, la Malesia ha annunciato che il Naval Strike Missile aveva vinto il contratto per soddisfare il requisito di missili anti-nave della Maharaja Lela della Royal Malaysian Navy. 

Nel febbraio 2017, il governo norvegese ha annunciato che la marina tedesca acquisirà "una quantità significativa" di missili da attacco navale con un accordo stimato in "oltre 10 miliardi di corone norvegesi".  

Il design e l'uso dei materiali compositi allo stato dell'arte hanno lo scopo di fornire al missile sofisticate funzionalità stealth. Il missile pesa poco più di 400 kg e ha una portata di almeno 185 km. Il missile NSM è progettato per le acque costiere e per gli scenari di mare aperto. L'utilizzo di una testata di scoppio / frammentazione in lega di titanio ad alta resistenza di TDW è in linea con il moderno design leggero e utilizza esplosivi insensibili ad altissimo potenziale. La testata è programmabile e intelligente a rilevamento del vuoto progettato per ottimizzare l'effetto contro bersagli duri. 

L’NSM è in grado di volare sopra e attorno alle masse continentali, viaggiare in modalità skim mare, e quindi fare manovre casuali nella fase terminale, rendendo più difficile l’utilizzo di contromisure nemiche. La tecnologia di selezione degli obiettivi fornisce all’NSM una capacità di rilevamento, riconoscimento e discriminazione indipendente degli obiettivi in mare o sulla costa. Ciò è possibile grazie alla combinazione di un cercatore di immagini a infrarossi (IIR) e di un database di destinazione integrato. L’NSM è in grado di navigare tramite GPS, sistemi di riferimento inerziali o del  terreno.

Dopo essere stato lanciato nell'aria da un razzo a combustibile solido che viene espulso dopo essere stato bruciato, il missile viene spinto verso il bersaglio ad alta velocità subsonica da un motore di sostegno turbojet; la testata esplosiva multifunzione da 125 kg colpisce la nave in corrispondenza o in prossimità della linea di galleggiamento.

Una batteria costiera  di NSM è composta da 3 veicoli di lancio missilistico, 1 veicolo a comando a batteria, 3 veicoli da combattimento, 1 centro di comunicazione mobile, 1 veicolo radar portatile con radar TRS-15C, 1 veicolo di trasporto / carico e 1 veicolo da officina mobile. Ogni MLV trasporta 4 missili e può essere collegato al CCV mediante fibra ottica o radio fino a 10 km di distanza; fino a 6 lanciatori con 24 missili possono essere messi insieme in una sola volta.  Se installati su navi, i NSM possono essere montati su piattaforma in uno, due, tre, quattro o sei lanciatori. Il peso totale dell'installazione, inclusi componenti elettronici e cablaggio, è di 3.900 kg per quattro lanciatori, 7.700 kg per otto lanciatori e 12.000 kg per 12 lanciatori.

OPERATORI ATTUALI:

• Norvegia - Royal Norwegian Navy - Corvetta di classe Skjold - Fregata della classe Nansen di Fridtjof
• Polonia -  - Squadrone missilistico costiero.

OPERATORI FUTURI:

• Malaysia -  Maharaja classe Lela
• Germania - Marina militare tedesca 
• Stati Uniti - US Navy - LCS LIBERTY - LCS Indipendence - US Marine Corps 
• India - Marina indiana.

La Thyssenkrupp ha spiegato ai media, in modo un po' vago, che l'attuale design del sottomarino Type 212A sarà ulteriormente sviluppato nel Type 212CD (Common Design) tramite "l'integrazione di tecnologie avanzate".

L'attuale sottomarino tedesco Type 212A è un progetto piccolo ma formidabile. Anche l'equipaggio è di dimensioni ridotte per un sommergibile e completato da soli cinque ufficiali e 22 marinai grazie a una grande quantità di automazione. Il Tipo 212A ha una lunga autonomia subacquea pari a tre settimane prima di dover emergere e beneficia di un motore diesel per alte velocità e di un sistema di propulsione indipendente dall'aria alimentato da celle a idrogeno per una navigazione più lenta e silenziosa. Visivamente, il design del Tipo 212A colpisce per il suo scafo robusto ed elegante, per lo più privo di texture o contorni sulla superficie dello scafo che renderebbero il sottomarino "più rumoroso" in acqua. Il tipo è molto apprezzato dalla MM e dalla Marina tedesca per essere estremamente silenzioso e difficile da rilevare. Nonostante le sue dimensioni piuttosto ridotte rispetto ad alcuni sottomarini a propulsione nucleare più grandi, il Tipo 212A ha 6 tubi lancia siluri pesanti e può lanciare una varietà di siluri da 21 pollici, missili o mine navali.

I Type U212CD saranno equipaggiati con un nuovo missile navale sviluppato in Norvegia ma anche in servizio con gli Stati Uniti che darà ai sottomarini una potente capacità antinave. Il ministero della Difesa tedesco ha spiegato che “contemporaneamente è stato raggiunto un accordo sulle modalità finali del progetto Naval Strike Missile Block. L'approvvigionamento di questi missili navali è legato al progetto sottomarino nel portafoglio della cooperazione armamenti navali tedesco-norvegese. Gli accordi raggiunti rappresentano un significativo passo avanti in entrambi i progetti.

Il Naval Strike Missile, o NSM, è un'arma molto flessibile e può attaccare sia le navi in mare che i bersagli a terra; può volare con un profilo di volo che sfiora le onde del mare, aiutando il missile a evitare il radar nemico e riducendo la possibilità di essere abbattuto se rilevato. L'NSM sarà a breve utilizzato dal Corpo dei Marines degli Stati Uniti per affondare le navi nemiche, come parte della loro riorganizzazione delle forze volta a contrastare le forze cinesi nel Pacifico.

A causa della situazione pandemica, la cerimonia si è svolta su piccola scala e virtualmente; i clienti erano collegati tramite videoconferenza a Kiel. Dopo l'evento, il CEO Dr. Rolf Wirtz ha dichiarato: “L'ordine del 212CD è una pietra miliare. Le marine norvegese e tedesca stanno ottenendo i sottomarini più moderni al mondo, il lavoro di squadra internazionale e industriale plasmerà in modo permanente la cooperazione nel settore marittimo e abbiamo creato l'utilizzo della capacità per la nostra azienda. Oggi è un buon giorno per i nostri dipendenti e per ThyssenKrupp!”

Nel marzo 2021, la Norvegia aveva  completato l'accordo  con la ThyssenKrupp Marine Systems sul contratto per quattro sottomarini e missili navali di classe 212NG (Next Generation/Norvegia-Germania).

Il CFO Paul Glaser ha commentato: “Con Kongsberg abbiamo un partner forte con il quale continueremo a realizzare insieme molti progetti in futuro. Il contratto con Kongsberg è di gran lunga la parte più grande del progetto 212CD, un segno di quanto sia stretto il legame tra Norvegia e Germania”.

Norvegia e Germania avevano già avviato nel 2017 una cooperazione che va oltre la costruzione di sei nuovi sottomarini HDW Type 212CD, come nuova generazione del Type 212A. Il design del sottomarino Type 212A, che si è dimostrato in servizio con le marine tedesche e italiane, sarà ulteriormente sviluppato con l'integrazione di tecnologie avanzate per espandere la famiglia U212 in Europa. Questo progetto è un altro passo importante verso l'approfondimento e l'espansione della cooperazione europea nel campo della difesa.

In preparazione all'ordine, la ThyssenKrupp ha già avviato investimenti per circa 250 milioni di euro nel 2019. L'obiettivo è quello di sviluppare ulteriormente ThyssenKrupp Marine Systems presso la sede di Kiel in un centro internazionale di competenza per la costruzione di sottomarini convenzionali. La costruzione di un nuovo capannone per la costruzione navale è già iniziata e i progressi sono chiaramente visibili nel sito del cantiere. Con l'ordine ora inserito nel progetto di cooperazione strategica norvegese-tedesco U212CD, ThyssenKrupp Marine Systems consoliderà la sua partnership con Kongsberg Defense & Aerospace (KDA), che esiste già dal 2017.

Caratteristiche principali dell’U-212CD:

• Dislocamento (superficie): ~ 2.500 tonn
• Lunghezza fuori tutto: ~ 73 m
• Scafo: ~ 10 m
• Altezza: ~ 13 m.

(Web, Google, Navalnews, Naval-technology, 19fortyfive, Navalpost, Wikipedia, You Tube)