Napoli aprile 2018 SCUOLA POLITECNICA UNIVERSIT DEGLI STUDI

Napoli, aprile 2018 SCUOLA POLITECNICA, UNIVERSITÀ DEGLI STUDI FEDERICO II VIA CLAUDIO, 21 PROGETTO DELLE NAVI MILITARI DI SUPERFICIE C. A. (GM-GN) arq Claudio BOCCALATTE

PROGRAMMA Introduzione 1 La survivability 2 La Susceptibility e le segnature 3 La Vulnerability 4 La Recoverability 5 Specificità del progetto 6 Abitabilità 7 Integrazione fisica del sistema di combattimento

COME NASCE UN PROGETTO DI NAVE MILITARE • La prima fase del progetto è l’identificazione dei requisiti operativi, che sono già il risultato di un’importante analisi progettuale • Da questi il progettista di navi militari deve, dopo averne verificato la fattibilità e la compatibilità con le risorse disponibili, identificare soluzioni tecniche contrattualizzabili che soddisfano i requisiti • Detto così sembra facile, invece è molto complesso • Questa fase di progettazione iniziale e definizione dei requisiti segue una metodologia chiamata in ambito NATO Total Ship Systems Engineering (TSSE)

COME NASCE UN PROGETTO DI NAVE MILITARE O ALMENO COME DOVREBBE NASCERE IN UN MONDO PERFETTO Nel mondo reale entrano in gioco anche altri fattori, come gli interessi industriali, i compromessi inevitabili nel caso di cooperazioni internazionali, la «presentabilità» politica o scelte tecniche, apparentemente arbitrarie, dei decisori al massimo livello, spesso derivanti dalle loro esperienze di bordo.

IL PROGETTO DELLE NAVI MILITARI DI SUPERFICIE • Nei primi studi operativi si stabiliscono le prestazioni di alto livello che la nave dovrà soddisfare, le cosiddette «measures of effectiveness» (MOE); si tratta in genere di grandezze complesse e non misurabili direttamente, come la PESH (Probability of Escaping a Single Hit) per una unità antiaerea, il tempo tra la ricezione di una chiamata di soccorso e il salvataggio dei superstiti per un’unità SAR (Search and Rescue), la percentuale di unità veloci avversarie che vengono scoperte quando entrano in una determinata area per attività HP (Harbour Protection) o MIO (Maritime Interdiction Operations), ecc.

IL PROGETTO DELLE NAVI MILITARI DI SUPERFICIE • Dalle MOE, attraverso una complessa attività di System Enginering, si derivano le «Measures of Performances» (MOP), grandezze fisiche misurabili e dimostrabili che possono essere contrattualizzate (ad esempio velocità, autonomia, Radar Cross Section, portata di un radar, affidabilità di un sistema). • Nelle prime fasi del progetto è estremamente importante l’interazione tra il progettista navale, che sviluppa e propone soluzioni tecniche, e l’esperto operativo, che ne valuta l’efficacia sulla base della sua esperienza assegnando un punteggio numerico alle diverse alternative.

IL PROGETTO DELLE NAVI MILITARI DI SUPERFICIE

IL PROGETTO DELLE NAVI MILITARI DI SUPERFICIE

EARLY STAGE DESIGN (TOTAL SYSTEM SHIP DESIGN)

EARLY STAGE DESIGN (TOTAL SYSTEM SHIP DESIGN)

IL PROGETTO DELLE NAVI MILITARI DI SUPERFICIE IMPATTO DEI REQUISITI OPERATIVI Le richieste per una nave multiruolo (i PPA della MMI) includono: • Individuazione e recupero migranti (zona operativa mediterranea) • Operazioni di soccorso/disaster relief (intervento worldwide) • Intervento veloce contro atti di pirateria (incluso l’uso di RHIB) • Pattugliamento costiero a bassa velocità • Scenari bellici tradizionali 12

IL PROGETTO DELLE NAVI MILITARI DI SUPERFICIE IMPATTO DEI REQUISITI OPERATIVI Principali impatti sulla piattaforma: • Aree modulari (spazi e capacità di imbarco/sbarco) • Presenza a bordo di RHIB • Capacità di produzione di energia elettrica e acqua potabile verso terra • Capacità di navigazione “verde” (con ridotte emissioni) 13 13

IL PROGETTO DELLE NAVI MILITARI DI SUPERFICIE IMPATTO DEI REQUISITI OPERATIVI Impatti specifici sulla propulsione: • Capacità di operare a basse andature senza ridurre l’MTBO delle macchine prime • Capacità di trasferimenti a basso consumo • Capacità di elevate accelerazioni/velocità • Elevato grado di sopravvivenza e ridondanza 14 14

IL PROGETTO DELLE NAVI MILITARI DI SUPERFICIE • Una nave militare non è caratterizzata da una singola velocità di esercizio, ma da un complesso diagramma delle velocità previste nel corso della vita operativa, basato su dati statistici e previsioni; • Generalmente esistono requisiti tra loro contrastanti, come ad esempio una velocità massima elevata, un’elevata autonomia e la necessità di effettuare lunghi periodi di «loitering» , cioè di navigazione a velocità molto bassa, che impongono l’adozione di un apparato motore ad architettura complessa, con più macchine di tipo diverso (turbine a gas, motori diesel e motori elettrici) per ogni asse

IL PROGETTO DELLE NAVI MILITARI DI SUPERFICIE

IL PROGETTO DELLE NAVI MILITARI DI SUPERFICIE CODAG Cross Connected ibrido con riduttori ausiliari dedicati ai motori elettrici Turbina a gas veloci reversibili. 32 MW Motori Diesel di propulsione 2 x 10 MW Riduttore Gruppi di generazione 2 x 1600 ek. W/690 V/60 Hz Motori elettrici di propulsione 2 x 1350 k. W Gruppi di generazione 2 x 1600 ek. W/690 V/60 Hz FCPP & linee assi 17

Una definizione di System Engineering • L’obiettivo dell’ingegneria di sistema è assicurare che il sistema sia progettato, costruito e utilizzato in modo da assolvere la sua missione nel modo più efficace possibile considerando le sue prestazioni, il suo costo, i tempi necessari allo sviluppo ed il rischio • Le fasi dell’ingegneria di sistema sono: – – – identificazione e quantificazione degli obiettivi; sviluppo di soluzioni alternative al progetto – trade-off; effettuazione di comparazioni; selezione e implementazione della migliore alternativa; valutazione a posteriori di quanto efficacemente il sistema soddisfa gli obiettivi

IL PROCESSO DI PROGETTAZIONE DI UNA NAVE MILITARE SECONDO LO STANAG 4154

IL PROCESSO DI PROGETTAZIONE DI UNA NAVE MILITARE SECONDO LO STANAG 4154 I primi studi concettuali sono finalizzati alla definizione della prima bozza dei requisiti operativi (staff target). In questa fase si devono già valutare diverse alternative (ad esempio monoscafo o multiscafo, propulsione a elica o a idrogetto, diverse dimensioni, ecc. ), sceglierne una e sviluppare un progetto di massima sufficientemente dettagliato da permettere una stima dei costi. Questa fase viene generalmente effettuata «in house» , cioè all’interno del Ministero Difesa

IL PROCESSO DI PROGETTAZIONE DI UNA NAVE MILITARE SECONDO LO STANAG 4154 Con gli studi di fattibilità viene prodotta una versione più matura dei requisiti operativi (staff Requirement). In questa fase si inizia a sviluppare uno studio dei sistemi di bordo. Anche questa fase viene generalmente effettuata «in house» , contratti di supporto per attività specialistiche (prove in vasca, attività di simulazione, studi di vulnerabilità, studi elettromagnetici, ecc. )

IL PROCESSO DI PROGETTAZIONE DI UNA NAVE MILITARE SECONDO LO STANAG 4154 Gli studi di Project Definition consentono di sviluppare un modello completo della nave, anche se spesso non vengono definiti i fornitori dei singoli apparati. Sulla base di questi studi, che spesso sono oggetto di uno specifico contratto con un cantiere o una società d’ingegneria, vengono stese le specifiche contrattuali e determinati i requisiti di accettazione della nave.

IL PROCESSO DI PROGETTAZIONE DI UNA NAVE MILITARE IN ITALIA

IL PROCESSO DI PROGETTAZIONE DI UNA NAVE MILITARE IN ITALIA