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Industria Aeronautica

Lo US Air Force Life Cycle Management Center assegna i contratti per lo sviluppo dei prototipi dello Skyborg a tre aziende aerospaziali

Il progetto dello Skyborg Vanguard è al centro del nuovo sviluppo tecnologico degli Stati Uniti sui temi dei velivoli a pilotaggio remoto autonomi e/o semi-autonomi, sull’intelligenza artificiale e sui “loyal wingmen”. Il programma è gestito dallo US Air Force Research Laboratory – AFRL e dallo US Air Force Life Cycle Management Center – AFLCMC. Proprio quest’ultimo ha assegnato a tre aziende la produzione dei prototipi di missione con la capacità di volare in eventi di sperimentazione mentre collaborano e lavorano con aerei con equipaggio. I prototipi di droni dovranno essere in grado di integrarsi con lo Skyborg Autonomous Core System, ovvero il “cervello” del software per il drone, oltre a dimostrare la capacità di collaborare con gli aerei pilotati. Il sistema centrale è stato progettato dalla società Leidos.

I contratti sono stati aggiudicati con un periodo di prestazione di 24 mesi alla Boeing per 25.748.180 di dollari, alla General Atomics Aeronautical Systems per 14.317.933 di dollari e alla Kratos Unmanned Aerial Systems per 37.771.577 milioni di dollari.

Lo scopo del programma Skyborg Vanguard è quello di integrare la tecnologia dei velivoli aerei senza pilota (UAV) “attritable” e autonomi con sistemi di missioni aperti per consentire il teaming con equipaggio senza pilota. Skyborg fornirà le basi su cui la US Air Force potrà costruire il miglior sistema aereo autonomo che si adatta, orienta e decide alla velocità dei computer per un’ampia varietà di set di missioni sempre più complesse. Il concetto di “attritable” enfatizza gli aerei senza pilota a basso costo che possono essere riutilizzati diverse volte con una manutenzione minima.

In questo contesto si inserisce, quindi, la Low Cost Attritable Aircraft Technology, or LCAAT, che ha l’obiettivo di rompere la curva crescente dei costi di sviluppo dei nuovi aerei da combattimento. Gli obiettivi dell’iniziativa del LCAAT comprendono la progettazione e la costruzione più rapida di sistemi UAS, sviluppando strumenti di progettazione migliori e maturando e sfruttando processi di produzione commerciali per ridurre i tempi e i costi di costruzione.

Skyborg è uno dei tre programmi Vanguard identificati nel 2019 come parte dell’iniziativa della US Air Force Science and Technology (S&T) 2030. Questi sforzi di sviluppo ad alta priorità hanno lo scopo di mettere in campo rapidamente i sistemi, accoppiando lo sviluppo tecnologico dello US AFRL con le capacità di acquisizione dello US AFLCMC.

E’ previsto che i primi velivoli  saranno consegnati entro maggio 2021 per condurre i test di volo iniziali prima di procedere agli eventi di sperimentazione a partire da luglio 2021. Ci sarà competizione durante l’intero periodo di esecuzione dei contratti. Questi velivoli non serviranno solo come piattaforme per testare lo Skyborg Autonomous Core System, ma aiuteranno anche a dimostrare il vantaggio competitivo di aeromobili autonomi attritable partecipando a eventi di sperimentazione incentrati sulle richieste e sui requisiti dell’US Air Force.

Che Cos’è lo Skyborg?

Skyborg è una capacità incentrata sull’autonomia che consentirà all’US Air Force di operare e sostenere velivoli a basso costo e di squadra in grado di contrastare gli avversari con azioni rapide e decisive in ambienti altamente contestati. Il programma consentirà lo sviluppo di un’autonomia trasferibile ad una famiglia di velivoli senza pilota. Questa autonomia fornirà capacità di combattimento senza pari a livello di costi abbassando le barriere all’ingresso per l’industria e consentendo la continua innovazione hardware e software nell’acquisizione, messa in campo e sostegno dei sistemi di missione critici. Man mano che la tecnologia dell’autonomia maturerà, Skyborg porterà capacità all’avanguardia nel combattimento aereo a un ritmo più veloce e a costi inferiori.

Il programma del drone autonomo Skyborg dell’US Air Force Research Laboratory tende quindi a sviluppare un sistema di intelligenza artificiale capace di far funzionare autonomamente un prototipo di drone entro il 2021 e di poter far volare successivamente un vero aereo da caccia. Ma l’obiettivo più ampio è integrare questo sistema in diversi aerei senza pilota per trasformarli in “copiloti digitali” a supporto alle piattaforme tradizionali con equipaggio, con capacità semi-autonome controllate da un pilota in carne ed ossa o completamente autonome guidate da un’intelligenza artificiale.

I piloti militari riceveranno informazioni chiave sull’ambiente circostante quando i velivoli autonomi rileveranno potenziali minacce aeree e terrestri, determineranno la prossimità delle minacce, analizzeranno il pericolo imminente e identificheranno le opzioni adatte per colpire o eludere le minacce nemiche. Incorporati all’interno dei velivoli autonomi, algoritmi complessi di intelligenza artificiale e sensori all’avanguardia consentiranno, a questi velivoli Skyborg, di prendere decisioni autonomamente sulla base di regole di ingaggio stabilite però dai compagni di volo con equipaggio.

Su questo tema in particolar modo, la politica dell’US Air Force prevede che gli uomini siano sempre responsabili del processo decisionale finale sull’eventuale utilizzo degli armamenti, e di conseguenza Skyborg non sostituirà i piloti in carne ed ossa ma fornirà loro dati chiave per supportare le decisioni ed attuarle rapidamente. In questo modo, Skyborg fornirà ai wingmen con equipaggio una maggiore consapevolezza della situazione e una maggiore capacità di sopravvivenza durante le missioni di combattimento.

Perché Skyborg è importante per l’US Air Force?

I sistemi autonomi possono aumentare in modo significativo la capacità ed essere un moltiplicatore di forza per l’aviazione militare americana. Sottolineando la futura flessibilità, apertura, modularità ed espandibilità, Skyborg rappresenta un modo innovativo per gli Stati Uniti di prepararsi a potenziali impegni militari ad una frazione del costo dei sistemi tradizionali.

Immaginate dozzine di UAV economici e spendibili che volano e combattono insieme a costosi velivoli con equipaggio in una nuova struttura aeronautica destinata a espandere notevolmente la letalità degli Stati Uniti e degli alleati. Capaci di collaborare con velivoli tradizionali come il Boeing F/A-18 Super Hornet o i Lockheed Martin F-35 Lightning II e F-22A Raptor, nonchè con il velivolo di sesta generazione NGAD, gli sciami di droni “Loyal wingman” e “Attritable” del programma Skyborg potrebbero essere inviati dove le forze aeree preferirebbero non utilizzare velivoli convenzionali e costosi.

Quali sono i primi aerei che potrebbero rientrare nel programma Skyborg?

Il primo dei contendenti è il dimostratore XQ-58A Valkyrie, sviluppato dalla Kratos Defence Security Solutions, un UAV a basso costo con un raggio di combattimento impressionante di circa 4800 chilometri ed un carico utile di 272 Kg. L’aereo potrebbe essere pilotato singolarmente o come “Loyal Wingman” al fianco di aerei convenzionali con equipaggio. L’XQ-58A è il primo esempio di una classe di UAV definita dai bassi costi di approvvigionamento ed operativi e che ha completato il suo primo volo il 5 marzo 2019 e il secondo volo l’11 giugno 2019 a Yuma Proving Ground, in Arizona.

Il secondo velivolo sicuramente in lizza è una evoluzione dell’Avenger della General Atomics che ha volato ad ottobre 2020 in modalità autonoma utilizzando un “motore/sistema” Collaborative Operations in Denied Environment – CODE fornito dal governo, più precisamente dalla DARPA – Defence Advanced Research Projects Agency per supportare le missioni di targeting delle minacce aria-aria.  Il sistema CODE, potremmo già chiamarlo un cervello artificiale, è stato implementato per comprendere ulteriormente l’elaborazione dell’intelligenza artificiale cognitiva su piattaforme UAS in ambienti e scenari fortemente contestati nei quali potrebbero operare macchine senza pilota completamente autonome, dei loyal wingman a tutti gli effetti, collegate a velivoli con equipaggio o collegate tra loro in sciami di droni autonomi capaci di diverse missioni, dalla guerra elettronica all’attacco aereo, fino alla difesa aerea.

Il terzo velivolo che potrebbe essere in gara è il dimostratore denominato Loyal Wingman – Advanced Development Program che fornirà indicazioni chiave per la produzione del Boeing Airpower Teaming System. Il Loyal Wingman avrà un’autonomia di oltre 3700 km, consentendo alla Difesa di comprendere meglio come questi tipi di velivoli passano essere usati come moltiplicatori di forza. Lìaereo integrerà pacchetti di sensori per supportare le missioni di intelligence, sorveglianza, ricognizione e guerra elettronica ed utilizzerà l’intelligenza artificiale per volare in modo indipendente o a supporto di aerei convenzionali con equipaggio.

E’ inoltre interessante fare un esercizio molto approssimativo e anche impreciso se vogliamo, ma che da un’idea del livello di risparmio sui costi della soluzione Skyborg. Ogni F-35A ha una durata prevista di circa 8.000 ore di volo a 44 mila dollari per ora di volo nell’anno fiscale 2018, che dovrebbero diminuire a 34 mila dollari entro il FY2024. Pertanto, il costo a vita per l’acquisto e il funzionamento di un F-35A è compreso tra i 352 milioni di dollari, se dovesse soddisfare gli obiettivi di riduzione dei costi, e i 432 milioni di dollari.

Prendiamo ora Kratos che si era offerta di vendere il Valkyrie per 2 milioni di dollari per lotti di 100 velivoli. E poiché è un aereo a pilotaggio remoto autonomo, ogni Valkyrie non richiede molte ore di volo ogni mese per mantenere l’addestramento dei piloti. A tutto ciò si aggiungono gli enormi risparmi sui costi del personale associati ai piloti e a gran parte dei team di manutenzione. Gli Stati Uniti potrebbero probabilmente acquistare circa 200 X-58A per il costo totale di un F-35A. In breve, quattro Valkyrie potrebbero trasportare lo stesso carico utile a distanze maggiori per circa un quarantesimo dei costi di vita di un F-35A. E grazie al loro raggio d’azione, gli XQ-58 potrebbero colpire molti bersagli che l’F-35A non riuscirebbe a raggiungere se non con il supporto di assetti da rifornimento in volo, vulnerabili all’eventuale azione nemica.

Ma l’XQ-58A, come gli altri esempi di droni, ha ovviamente solo una frazione delle capacità dell’F-35 anche se lo supera notevolmente in due aree, autonomia e sopravvivenza sul campo di battaglia, che però ne fanno il compagno ideale per estenderne le già notevoli capacità di combattimento. Questi velivoli o un’evoluzione di essi saranno sicuramente i protagonisti di questa prima fase del progetto Skyborg che seguiremo con interesse anche per capire quale sarà la vera applicabilità di questi concetti e di queste nuove tecnologie che sono alla base di un cambio di paradigma del potere aereo dei prossimi decenni.

US Air Force Research Laboratory – AFRL

L‘Air Force Research Laboratory è il principale centro di ricerca e sviluppo scientifico dell’Aeronautica Militare statunitense. L’AFRL svolge un ruolo fondamentale nel condurre la scoperta, lo sviluppo e l’integrazione di tecnologie di combattimento a prezzi accessibili per le forze aeree, spaziali e cyberspaziali. Con una forza lavoro di oltre 11.000 tra uomini e donne impiegati in nove aree tecnologiche e altre 40 missioni in tutto il mondo, L’AFRL offre un portafoglio diversificato di scienza e tecnologia che spazia dalla ricerca di base a quella avanzata e allo sviluppo tecnologico.

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Redazione di Aviation Report

Dalla redazione di Aviation Report // From editorial staff

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