Aspetti della costruzione in serie dei velivoli moderni

La guerra attuale ha insegnato che il consumo di velivoli ascende, annualmente e per tutte le nazioni belligeranti, ad alcune decine di migliaia.
Questo consumo si traduce logicamente in una produzione di velivoli che deve essere naturalmente superiore al consumo.
Il problema della produzione di un grande numero di velivoli in breve tempo è molto complesso e coinvolge non solo l'industria aeronautica ma tutto il complesso organizzativo di una nazione.
Infatti tutti sanno che per produrre aeroplani occorrono operai, tecnici, materie prime ecc., per le quali le industrie aeronautiche devono attingere dove attingono tutte le altre industrie. Questo problema si presenta quindi sotto due aspetti, quello del personale e delle materie prime e quello vero e proprio della costruzione,
Il primo di questi problemi è però strettamente collegato con il secondo, perché se una certa parte di un velivolo è progettata con un dato materiale, questo materiale non può essere sostituito con un altro senza rivedere il progetto stesso.
Se, per esempio, per seguire un progetto dobbiamo costruire uno spinotto in acciaio al nichel con resistenza R:110 Kg/mm, non possiamo variare questo materiale nel caso non lo trovassimo, con quello che ci fa più comodo e che è di facile approvvigionamento, ma possiamo sostituirlo solamente quando avremo trovato e sperimentato un altro tipo di acciaio di caratteristiche equivalenti.

Il secondo problema, ed è quello del quale vogliamo parlare in questo articolo, è oggi assai sviluppato nelle principali nazioni a carattere industriale,come ad esempio la Germania, ed è all'inizio in proporzioni molto grandi negli Stati Uniti.
La base di partenza della produzione in serie dei velivoli è come si è visto il progetto del velivolo stesso.

Il progettista, per produrre in serie un velivolo, una volta costruito il prototipo che gli ha fornito le caratteristiche di impiego sia aerodinamiche che militari uguali a quelle previste, deve rivedere completamente il suo progetto, o farlo rivedere da altri, allo scopo di ottenere che ogni singolo pezzo sia costruito con relativa facilità e con operazioni di officina tali da poter riprodurre per quanto possibile lo stesso pezzo in grandi quantità, con un'attrezzatura semplice, e di ottenere l'intercambiabilità di tutte le parti del velivolo.
In aeronautica vengono tuttora usati svariati materiali.
Il materiale usato su più larga scala è il duralluminio o le leghe similari.
Persistono ancora costruzioni in legno e in acciaio e sono agli inizi le costruzioni in resina sintetica.
Per quanto riguarda la costruzione del velivolo vero e proprio, considerando come tale le strutture ed i rivestimenti, il materiale che oggi si presta maggiormente è il duralluminio nelle varie sue leghe.
A parte il fatto che è ben difficile costruire una struttura aeronautica più leggera, a parità di resistenza, con un altro materiale, il duralluminio permette di organizzare un'officina, per la produzione in grande serie, meglio che con gli altri materiali.
(Naturalmente per grande serie si intende la possibilità di costruire un numero di velivoli attorno al migliaio o più, perché in caso diverso la costruzione è certamente possibile, ma però poco conveniente dal lato economico).

La costruzione delle parti


Le singole parti in lega leggera possono avere come base di partenza la forgiatura del pezzo
(Fig. 1a).
La forgiatura è conveniente quando mediante battitura a caldo del materiale si riesce ad avvicinarsi molto alle forme definitive del pezzo in modo tale che, con una ulteriore semplice lavorazione di macchine sul minor numero di facce possibili del pezzo stesso, si possa ottenere il pezzo finito.
La forgiatura dei pezzi comporta la disponibilità di molti magli e di reparti per la costruzione degli stampi dei quali solo poche ditte aeronautiche sono dotate.

Le industrie aeronautiche che non sono provviste di dette attrezzature, p€r lavorare pezzi forgiati, si valgono dell'opera delle cosiddette industrie all'ombra;
in questo caso di fabbriche specializzate nella forgiatura di metalli leggeri.
Lavorando con pezzi forgiati un'industria deve sempre avere a disposizione un'officina meccanica propriamente detta di mole notevole dotata di macchine potenti capaci di forti passate.
Le officine meccaniche delle industrie aeronautiche sono sempre state di modeste dimensioni dato il carattere misto, vario e leggero delle costruzioni.

Un'altra base di partenza per i pezzi dei velivoli in lega leggera è la lavorazione per stampaggio. (Fig. 1 b).
Moltissime parti di un velivolo possono essere costruite mediante un semplice stampaggio e una semplice finitura su attrezzo.
Per questa lavorazione occorrono naturalmente delle presse di dimensioni piuttosto varie. Anche queste macchine fino a poco tempo fa non si trovavano nelle industrie aeronautiche.
Altra base di partenza, è il pezzo ottenuto per fusione (Fig. 2c), specialmente in conchiglia. Questo procedimento viene usato per ottenere senza difficoltà degli spessori sottili.
Anche per queste lavorazioni occorrono reparti speciali per fonderia che si cominciano ad intravedere solamente ora nell’industria aeronautica vera e propria.

Altra base ancora di partenza è la piegatura semplice ed il taglio delle lamiere di lega leggera.
Questa lavorazione è già da molti anni nell'industria;
da un esame delle macchine e dei mezzi di lavoro usati si vede però che questa lavorazione può essere notevolmente perfezionata usufruendo dell'esperienza di altre industrie analoghe maggiormente sviluppate.
Come si vede, le basi di partenza per una lavorazione in serie di velivoli metallici comportano un'organizzazione notevole bon personale tecnico specializzato.
Molte industrie saltano di piè pari queste basi di partenza e si affidano esclusivamente ad industrie specializzate in questi lavori.
Il sistema può essere in casi conveniente, ma se l'industria aeronautica ha in se tutti gli elementi della produzione è certamente un beneficio non solo per l'indipendenza che viene ad avere ma per il fatto che viene a diretta conoscenza delle difficoltà e delle migliorie che possono avere queste lavorazioni e far tesoro di questi elementi per i progetti futuri.

I collegamenti

I pezzi fin qui menzionati sono per la maggior parte elementi strutturali.
Vi è poi, per formare un velivolo, una serie completa e numerosissima di pezzi vari per le installazioni, costituita, di massima, da tubi di materiale vario a seconda dell’impiego.
Le fabbriche di velivoli si limitano, in linea generale, alla piegatura di tubi rigidi e al montaggio degli impianti.
Anche per questi lavori occorrono notevoli attrezzature per poter eseguire delle lavorazioni in serie.
Il problema dei collegamenti in aeronautica è stato ed è sempre uno dei più difficili e importanti.
Agli effetti della produzione in serie il sistema della struttura in acciaio saldato è uno dei più rapidi, presenta però degli inconvenienti, specialmente per strutture molto complesse come ad esempio certe scatole di collegamento ala-fusoliera per le quali è difficile ottenere l'intercambiabilità a causa dei diversi ritiri di saldatura non sempre prevedibili.
I collegamenti delle parti in legno, fatti a mezzo di colle, hanno l'inconveniente di richiedere una notevole quantità di tempo che si traduce nell'occupazione di molto spazio.
I collegamenti che maggiormente interessano le costruzioni in lega leggera, sono le chiodature. La saldatura, escluso l'alluminio, non è ancora entrata nel campo della pratica applicazione per le leghe leggere.

Le chiodature sono quindi uno dei fattori fondamentali delle costruzioni moderne.
In questo campo però sono stati fatti dei notevoli progressi.
Da una parte i progettisti si sono preoccupati di diminuire il numero delle chiodature,cercando di dare la preferenza a profilati di irrigidimento che richiedessero una sola fila di chiodi.
D’ altra parte presso le officine si sono costruiti dei grandiosi cantieri per la chiodatura delle parti, in modo da ottenere nello stesso tempo una facilità e una celerità di lavorazione da escludere la mano d’opera specializzata.
In quasi tutte le officine molti lavori di chiodatura sono affidati alle donne.
Gran parte dei collegamenti sono sempre fatti però col sistema secolare della vite, applicata in svariatissimi sistemi, che dà sempre luogo alla preoccupazione della frenatura.
A bordo di un velivolo militare le vibrazioni sono sempre inevitabili e sono dovute sia ai motori e sia alle armi di lancio e a fenomeni aerodinamici.
Il problema delle frenature delle viti, nonostante tutti i sistemi di rondelle finora escogitati, non si può ancora dire convenientemente risolto.
Anche il montaggio rapido dei velivoli, come la costruzione delle parti in grandi serie,richiede un profondissimo studio dei particolar in sede di progetto.
Dal primo progetto col quale si costruisce un prototipo non è certo possibile prevedere un rapido montaggio.
Per ottenere dei velivoli che si possano montare con rapidità occorre, come viene fatto per le singole parti, far disegnare il velivolo stesso da uffici tecnici specializzati in questo lavoro in strettissima collaborazione coi tecnici dell'officina.

Il montaggio dei velivoli

E' questo certamente il lavoro più lungo e più importante occorrente per la produzione di velivoli.
E' infatti da questo lavoro che si parte per attrezzare tutta un'officina di montaggio.
Un’ altro lavoro di capitale importanza è quello della suddivisione del lavoro di montaggio e della predisposizione dei cicli di lavorazione per una catena.
L'industria aeronautica risente, in questo campo, di essere un'industria giovane ed ancora lontana dalla perfezione raggiunta dall'industria automobilistica, dall'industria delle apparecchiature elettriche e radioelettriche.
Attualmente i tecnici specializzati, in questi lavori, sono in numero assi limitato.
Il montaggio dei velivoli in serie si intende diviso in due parti;
montaggio di parti staccate e montaggio del velivolo vero e proprio.

Un sistema molto perfezionato per il montaggio dei velivoli è quello di collegarlo partendo da parti staccare come, ala-fusoliera - impennaggio – gruppo motore - carrello (vedi Fig. 2) in un termine di 4-6 ore in un'unica catena di montaggio.
Un altro sistema è quello delle catene parziali e di ultimare gli impianti sul velivolo già collegato.

Questo metodo porta quasi sempre all'inconveniente che troppi operai lavorano sullo stesso velivolo specialmente nelle ultime operazioni.
Per impostare una lavorazione in serie con questo sistema, occorrono capannoni vastissimi capaci di ospitare un numero notevole di velivoli già collegati (vedi Fig. 3).

Tendenze degli impianti e delle costruzioni

E' quasi impossibile trovare in tutto il mondo una fabbrica di velivoli che abbia tutti i requisiti
richiesti per una produzione in grande serie.
La ragione sta nel fatto che sono sorte, in questi ultimi anni, ben poche nuove fabbriche:
in genere sono state ampliate le vecchie;
il velivolo non è d'altra parte come l'automobile, che è ben definita nei suoi vari tipi, ma è in continua evoluzione.
La guerra attuale mostra infatti che tipi non previsti come fondamentali, a un certo momento,
svolgendosi in un determinato settore, diventano i più importanti e non si può improvvisare una fabbrica per costruirli.
In modo particolare la corsa all'aumento dell'armamento di lancio e delle corazzature dei velivoli, ha contribuito notevolmente a far modificare tutti i tipi di velivoli usati all'inizio della guerra attuale.
Dovendo al giorno d'oggi ri-organizzare o costruire uno stabilimento per produrre in serie dei velivoli si hanno però degli elementi basilari e un'esperienza notevole che può permettere di produrne un numero superiore a quello attuale.
I tipi di aeroplani nel loro assieme, ad esempio, per la caccia, sono in linea di massima ben definiti.
Variano solamente tra loro per l'installazione del motore e delle armi.
Per una produzione in grande serie in una industria modernamente attrezzata, la difficoltà più grande sta nel fatto di trovare dei tecnici che progettino il velivolo facile ed economico come costruzione di pezzi, anche per i più piccoli particolari e più insignificanti e che sia rapido da montare.
In uno stabilimento moderno, inoltre, la costruzione delle attrezzature è passata in primissima linea.

In questi ultimi anni si sono viste notevolissime modifiche nella costruzione dei cantieri di ali o di fusoliere, fatte unicamente allo scopo di utilizzare al massimo e per il minor tempo possibile per ciascuna operazione le attrezzature stesse.
Anche gli impianti di bordo hanno una notevole importanza per quanto riguarda la produzione in serie dei velivoli.
In genere le installazioni aeronautiche sono troppo eterogenee.
Vi sono infatti su uno stesso velivolo molte varietà di impianti idraulici, ,impianti elettrici, ad aria compressa o meccanici.
Questa varietà di impianti è molto dannosa perché non permette al personale tecnico, che ha in mano tutto il velivolo, di perfezionarsi in tutti i campi e crea inoltre, per l'industria, una infinità di specializzati di difficile istruzione e ricerca.
Nella costruzione e nell'impiego di un piccolo velivolo questa varietà di impianti è molto nociva; è meno sentita su di un grande velivolo che porta a bordo 6-7 uomini di equipaggio.
Un piccolo velivolo da caccia o da turismo, dovrebbe avere per quanto possibile tutti i comandi meccanici;
l'unico impianto di bordo dovrebbe essere quello elettrico.
Gli impianti elettrici non hanno ancora raggiunto il grado di perfezione richiesto;
pensando però che l'impianto elettrico è indispensabile a bordo di un velivolo, sia per l'illuminazione che per la radio, converrebbe perfezionare al massimo questi impianti per adattarli a tutti i bisogni del velivolo stesso.
Un altro fattore fondamentale che ben poche volte viene preso come punto di partenza per un progetto di velivolo, è il fattore economico.
Quando il velivolo verrà venduto ,in concorrenza e senza l'imperioso bisogno di macchine voluto dalla guerra, questo fattore sarà uno dei principali e avrà certamente dei benefici effetti sulla rapidità della costruzione.
Infatti il miglior funzionamento di un organo meccanico si raggiunge con la semplicità dell'organo stesso;
va connessa alla semplicità dell'organo meccanico anche la semplicità costruttiva la quale si traduce sempre in un minor costo di produzione.
Un'industria aeronautica, se non vuol morire di morte lenta e se vuole mantenersi sempre in prima linea, deve spingere e incoraggiare i suoi tecnici nel perfezionamento delle caratteristiche sopra esposte e seguire molto da vicino l'evoluzione continua del velivolo.

ARTURO GAVIRAGHI
L’Ala d’Italia – Luglio 1940