Novità, sviluppi e nuove frontiere per i radar di Leonardo
In occasione dell’inaugurazione della IEEE Radar Conference 2020, promossa annualmente dall’Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) e dalla Aerospace and Electronic Systems Society (AESS), che si è tenuta la scorsa settimana (21-25 settembre) in forma virtuale da Firenze (causa le restrizioni causate dalla pandemia) Leonardo ha illustrato i principali programmi a traino italiano nel settore.
Nell’intervento introduttivo l’ing. Marco De Fazio, Deputy Managing Director of the Electronics Division e Head of Electronics ITA Business Unit di Leonardo, che ha partecipato in qualità di main corporate sponsor e padrone di casa italiano, ha presentato diverse ”primizie” radaristiche accanto a programmi già noti ma di cui sono stati svelati interessanti sviluppi.
L’IEEE Radar Conference rappresenta l’evento annuale considerato più importante al mondo per la divulgazione dei principali sviluppi scientifici nel settore della tecnologia radaristica, con l’edizione 2020 organizzata dall’Università di Pisa con il supporto dell’Università Federico II di Napoli e dell’Università Sapienza di Roma.
L’evento ha visto la partecipazione in streaming di oltre 600 persone provenienti da 42 Paesi, per la maggior parte dagli Stati Uniti e dall’Europa in aggiunta ad un consistente numero dalla Cina: tra i relatori ci sono stati anche rappresentanti delle partecipate di Leonardo e-GEOS, joint venture tra Telespazio (80%) e Agenzia Spaziale Italiana (20%) e la società missilistica MBDA (di cui Leonardo detiene il 25%), entrambe tra gli sponsor dell’iniziativa, Vitrociset ed altre società italiane fra cui il gruppo Elettronica, GEM Elettronica, IDS Ingegneria dei Sistemi (gruppo Hexagon) ed un consistente numero di università e centri di ricerca del Paese.
Nel presentare le attività di Leonardo in questo settore negli ultimi 40 anni, l’ing. De Fazio ha evidenziato come gli sviluppi tecnologici che hanno portato alla realizzazione dell’MFRA (Multi-Function Radar Active), – il radar multifunzionale con antenna rotante a scansione elettrica attiva, facente parte del noto e provato sistema SAAM-ESD (Surface-to-Air Missile – Extended Self Defence) sviluppato da MBDA ed imbarcato inizialmente sulle fregate multi-missione FREMM e successivamente in versioni evolute sulle più recenti unità della Marina Militare (PPA ed LHD) e Marine straniere – abbiano dato impulso ed accelerato l’evoluzione della produzione radaristica sia navale che terrestre per la difesa aerea e missilistica del gruppo, dando vita alla famiglia di radar Kronos.
Lo sviluppo del Kronos
Grazie agli sviluppi tecnologici ed agli avanzati algoritmi di tracciamento introdotti da Leonardo, “le capacità del radar MFRA contro le minacce rappresentata da bersagli in grado di simulare in modo reale missili balistici tattici sono state testate con successo nel corso delle due importanti esercitazioni navali multinazionali della NATO dedicate alla difesa aerea e missilistica integrata (IAMD, Integrated Air Missile Defence) Formidable Shield 2017 e Formidable Shield 2019.
Tale capacità è stata finora la più importante e complessa che siamo stati in grado di dimostrare, consentendo al sistema di essere proposto per l’immediata integrazione in pacchetti per la difesa contro missili balistici tattici. L’MFRA è stato finora testato da Leonardo nel corso di oltre 18 tiri reali coronati da successo contro bersagli aerei e missilistici di diversa tipologia”, ha sottolineato l’ing. De Fazio.
La famiglia Kronos, oggi comprende radar AESA sia in banda C (la stessa del radar MFRA) che in banda X, per applicazioni sia navali che terrestri che sfruttano gli ultimi sviluppi in termini di moduli trasmettitori ricevitori (TRM) con applicazione rispettivamente della tecnologia del Nitruro di Gallio (GaN, Gallium Nitride) e Arseniuro di Gallio (GaAs, Gallium Arsenide), capacità elaborazione dati e componentistica elettronica, unitamente all’applicazione di quello che De Fazio ha definito come ‘cervello del sistema radar’.
Meglio conosciuto come ‘system manager’, il ‘cervello del sistema radar’ che opera in tempo reale è in grado di offrire non solo capacità avanzate e d’impiego congiunto come un solo sistema radar (con ben otto facce fisse nella versione più complessa) ma anche l’integrazione funzionale con il sistema di guerra elettronica. Grazie alla Legge Navale, che ha permesso la messa a punto di questi radar e del ‘system manager’, tali capacità sono oggi offerte dal radar bi-banda (Dual-Band Radar) dei nuovi Pattugliatori Polivalenti d’Altura (nella foto sotto) per la Marina Militare (sia nella versione PPA Full ma in quelle meno capaci PPA Light e Light Plus e dell’LHD) che comprende ben otto facce fisse AESA (quattro in banda C e quattro in banda X) e l’integrazione funzionale con il sistema di guerra elettronica (nel caso specifico fornito dal Gruppo Elettronica).
Un complesso che ha già dimostrato funzionalità avanzate come l’impiego del radar in banda X per l’attacco elettronico ed aspetta di dimostrare le sue capacità e potenzialità in ambiente operativo.
Nell’ambito delle capacità evolutive della famiglia Kronos, l’infografica che accompagnava la presentazione dell’ing. De Fazio, era corredata dall’immagine di quello che sarà il nuovo radar multifunzionale per l’impiego terrestre Kronos (Grand) (Mobile) HP (High Power).
De Fazio non ha fornito informazioni sul sistema, ma secondo quanto risulta ad AD, si tratta di uno sviluppo ulteriore dell’attuale Kronos Grand Mobile con un’antenna rotante che sfrutta la più recente tecnologia GaN (con maggior potenza e banda) applicata ai TRM del radar in banda C (a quattro facce fisse) nonché gli altri sviluppi tecnologici e componentistica del sistema DBR sviluppato per l’impiego a bordo dei PPA.
Il (Grand) Kronos (Mobile) HP, sempre secondo quanto risulta ad AD, rappresenta il sistema radar multifunzionale e l’elemento di sviluppo e produzione nazionale che insieme agli elementi di sviluppo e produzione binazionale nell’ambito del consorzio Eurosam (capocommessa del sistema SAMP/T), rappresentati da un nuovo modulo di comando, controllo e ingaggio e a nuove versioni del missile MBDA Aster 30, costituiscono il cuore della suite per il programma di ammodernamento di mezza vita del sistema missilistico per la difesa aerea SAMP/T.
Denominato SAMP/T NG (New Generation) è destinato al Ministero della Difesa italiano (nella configurazione francese è previsto l’utilizzo del nuovo radar Thales Ground Fire) nell’ambito dello stesso programma congiunto italo-francese gestito dall’agenzia OCCAR per assicurare l’evoluzione ed il supporto futuri del sistema.
Partendo dalle tecnologie messe a punto per i radar della Legge Navale, ed in particolare il radar completamente digitale in banda L Kronos Power Shield, De Fazio ha tratteggiato a grandi linee la roadmap che Leonardo ha elaborato per la realizzazione di una nuova versione evoluta della famiglia di radar 3D a lunga portata per la sorveglianza aerea e la difesa missilistica RAT-31/DL anch’esso in banda L.
Quest’ultima famiglia è stata certificata a livello NATO e risulta in dotazione a paesi NATO ed asiatici, oltre ad essere impegnata in attività dimostrative della capacità di sorveglianza e tracciamento spaziale di oggetti sempre più piccoli come i detriti di satelliti o vettori.
La nuova versione rappresenta un ulteriore salto tecnologico che introduzione la digitalizazione dei segnali a livello di elemento radiante e puntamento elettronico del fascio (digital beam forming) con un’architettura e TRM completamente digitali che a loro volta sfruttano la tecnologia GaN.
Allo stesso tempo viene offerto un sistema mobile completamente nuovo anch’esso in banda L della medesima famiglia del radar navale Kronos Power Shield di nuovo sviluppo anch’esso completamente digitale e destinato sia alla Marina Militare che operatore estero. Si tratta del Kronos Ground Shield (nella foto sopra) che copre secondo quanto riportato dalla stessa Leonardo l’intero spettro di missioni per la difesa contro missili balistici (BMD, Ballistic Missile Defence).
I radar di tiro
Il manager ha anche illustrato l’evoluzione delle direzioni del tiro navali che rappresenta l’altro importante elemento del consolidato portafoglio prodotti di Leonardo con oltre 200 sistemi di nuova produzione o frutto di programmi d’ammodernamento navali.
In particolare sono state presentate le caratteristiche salienti del sistema NA-30S Mk2 con radar bi-banda (X e Ka) e suite elettro-ottica con gruppo antenna unico per entrambi i sistemi radar e capace di guidare il munizionamento guidato DART in alternativa al sistema di guida (configurazione Davide/Strales) montato sull’affusto del cannone Super Rapido da 76/62 mm.
Affrontando la produzione che si è sviluppata recentemente presso lo stabilimento di Leonardo di Campi Bisenzio a Firenze, come la famiglia di sistemi navali per l’avvicinamento finale SPN-720, radar per la navigazione a bassa probabilità d’intercettazione SPN-730, sistemi IFF-PA e Davide, radar RASS per impieghi navali e costieri, unitamente alla più recente famiglia di radar aeronavali 2D multi-impiego SPS-732, la cui più sofisticata versione rimpiazza il sistema RASS, il manager di Leonardo ha rivelato per la prima volta che la famiglia SPS-732 grazie alle sinergie con l’esteso patrimonio tecnologico legato ai radar AESA sta evolvendo verso una famiglia di radar leggeri 3D AESA in banda X.
Quest’ultima sarà caratterizzata dal mantenimento delle caratteristiche primarie della famiglia 732, fra cui i costi e pesi ridotti, oltre alla fornitura delle informazioni sull’altitudine ed a migliorate prestazioni contro minacce aeree. La nuova famiglia comprerebbe secondo l’infografica che accompagnava l’intervento, una versione terrestre per la difesa SHORAD/VSHORAD (antenna di un metro), tre versioni per l’impiego navale (1, 2 e 4 metri) ed una versione per l’impiego costiero (4 metri).
Con il consistente bagaglio di esperienze maturate in altri settori, quali quello navale ed aeronautico, e le nuove tecnologie applicate a questi ultimi quali le antenne a scansione elettronica attiva ed i più recenti moduli radar, Leonardo guarda al rinnovamento del proprio portafoglio di apparati per la sorveglianza del campo di battaglia.
De Fazio ha confermato che Leonardo sta sviluppando una nuova famiglia di apparati denominati ‘Tactical Multi-Mission Radar’. Si tratta di una famiglia di sistemi radar AESA a raffreddamento ad aria “che sfruttano l’efficienza ottenuta grazie all’applicazione della tecnologia GaN”, con dimensioni e pesi ridotti per il trasporto e l’impiego veicolare e mezzi leggeri, nonché da parte di fanti. Secondo quanto indicato dall’infografica, la portata nei confronti di fanti in movimento, veicolo e velivoli da combattimento è indicata rispettivamente in oltre 5, 10 e 20 chilometri.
“Questa nuova architettura radar, che abbiamo testato recentemente sarà particolarmente efficace contro i droni, minaccia sempre più difficile da contrastare”, nonché altre applicazioni quali il controllo dei confini e l’impiego navale ‘low-end’ oltre alla sorveglianza del campo di battaglia e tridimensionale.
Grifo, Captor e Gabbiano
Nell’evidenziare i più recenti sviluppi nel settore della radaristica aerotrasportata in Italia, l’ing. De Fazio ha focalizzato il suo intervento sulla famiglia dei radar Grifo e Gabbiano. Completamente sviluppato in Italia ed ormai sul mercato da oltre un ventennio, il radar Grifo è passato attraverso un continuo sviluppo tecnologico e di potenziamento delle capacità e prestazioni fino allo sviluppo e test attuale della versione con nuovo ‘back-end’ ed antenna a scansione elettronica meglio conosciuta come Grifo E-Scan.
Il manager di Leonardo ha rivelato per la prima volta che ‘Leonardo sta testando la nuova versione che sfrutta anche le consolidate capacità sviluppate dal gruppo attraverso le esperienze maturate con il programma Captor, presso il proprio centro d’eccellenza radar di Nerviano’.
L’ing. De Fazio ha inoltre sottolineato il contributo di Leonardo allo sviluppo in Europa della radaristica per velivoli da combattimento di ultima generazione e l’importante contributo nonché guida offerti dal sito di Edimburgo nello sviluppo del radar Captor e della sua nuova versione con antenna a scansione elettronica attiva (AESA) Captor E (E-Scan).
E’ recente l’annuncio da parte del Ministero della Difesa britannico dell’assegnazione ai gruppi BAE Systems e Leonardo del contratto per lo sviluppo, test, valutazione, qualificazione ed integrazione della versione di nuova generazione denominata ECRS Mk2 (European Common Radar System Mk2) sui velivoli Eurofighter Typhoon desinati alla Royal Air Force ed eventuali futuri operatori europei e mondiali, fra cui l’Italia, l’unica nazionale del consorzio a non aver ancora annunciato quale ammodernamento intende attuare per il sistema radar del velivolo.
La versione ECRS MK2 si caratterizza per un’antenna multifunzionale e nuovo ‘back-end’, che consentono il simultaneo impiego per la guerra elettronica e l’attacco elettronico a larga banda unitamente ai tradizionali modi di funzionamento radar, peraltro evoluti, aria-aria ed aria-suolo.
Guardando al futuro in particolare della radaristica aerotrasportata, la sfida secondo De Fazio riguarda lo sviluppo della sistemistica per il caccia di sesta generazione, che vede coinvolta Leonardo nel Programma Tempest, i nuovi concetti operativi ed il networking di piattaforme pilotate e non di diverso tipo.
“La radaristica sarà cruciale anche per l’avionica dei caccia di sesta generazione, ma per quest’ultimo salto in termini tecnologici ci troviamo di fronte ad un nuovo concetto d’integrazione di tutta la sistemistica e sensoristica di bordo grazie ad una capacità di elaborazione delle informazioni senza precedenti”.
Un nuovo concetto operativo e quindi nuove tecnologie per missioni cooperative fra piattaforme pilotate e non, in un contesto integrato multi-dominio.
Nel settore dei radar per la sorveglianza, De Fazio ha sottolineato l’apporto della famiglia Gabbiano al successo di Leonardo nel settore, “grazie alla sua estrema flessibilità e capacità di soddisfare le richieste degli operatori in termini di peso, potenza assorbita, ingombri e prestazioni, che lo hanno portato ad essere prescelto per una vasta gamma di applicazioni dai velivoli da trasporto quali l’Embraer KC-390, ai velivoli senza pilota a decollo corto ed atterraggio verticale quale l’AWHero, passando attraverso una gamma di velivoli ad ala rotante ed ala fissa, in aggiunta alla sorveglianza costiera”.
IFF e SSR
Nel campo dei sistemi IFF e dei radar da sorveglianza secondaria (SSR, Secondary Surveillance Radar), accanto agli sviluppi dei nuovi sistemi IFF/SSR nel campo navale con array circolari (senza antenna rotante) a scansione elettronica installati sulle ultime FREMM e sui PPA, rappresentati dalla famiglia SIR-M5-C EVO che incorpora le più recenti soluzioni tecnologiche e standard mondiali (STANAG 4193 Ed. 3 e AIMS 03-1000C), il manager di Leonardo ha evidenziato lo sviluppo del nuovo IFF/SSR per applicazioni terrestri e navali SIR-AI/200 con antenna rotante e scansione elettronica destinato alla famiglia di radar Kronos Grand, sviluppi le cui più recenti origini sono legate al programma MEADS.
Senza dimenticare nel settore militare e quale produzione che è nata sul sito di Firenze negli anni ’70, i sistemi di guida per i missili antinave Teseo e Marte, interamente sviluppati e realizzati in Italia. Guardando alle attività attuale e future in questa nicchia di mercato, il manager di Leonardo ha rivelato che il gruppo lavora ad un nuovo prodotto rappresentato da “un seeker di nuova generazione, di cui la versione allo stato solido è già disponibile e testata, mentre si sta lavorando all’evoluzione verso una versione caratterizzata da un’antenna a scansione elettronica attiva (AESA)”.
Il controllo del traffico aereo
Nel settore dei sistemi di controllo del traffico aereo, in cui Leonardo è uno dei leader mondiali, l’ing. De Fazio ha evidenziato l’evoluzione tecnologica che caratterizza il più recente sviluppo rappresentato dall’ATCR 33S New Generation (NG) .
Il sistema incorpora capacità di scoperta di bersagli in movimento e la tecnologia GaN nonchè l’evoluzione futura verso un sistema AESA, con la formazione digitale del segnale (Digital Beam Forming) ed altre migliorie, a cui ha aggiunto anche la produzione di radar meteorologici presso Leonardo Germania, attraverso cui il gruppo ha fornito circa il 20% della sistemistica di nicchia a livello mondiale.
Nel settore civile, il manager ha anche evidenziato la forte presenza di Leonardo nei sistemi di gestione del traffico civile, accennando al nuovo sistema STACAS NG (Standard Air Traffic Control Automation System – New Generation) ed al coinvolgimento nel programma SESAR (Single European Sky ATM Research) dell’Unione Europea e di Eurocontrol.
Un aspetto che sta diventando sempre di maggior rilievo in termini di opportunità di business è rappresentato dai servizi post-vendita sia in termini di supporto che addestrativi.
“Grazie alla digitalizzazione ed all’applicazione delle nuove tecnologie innovative, in Leonardo il nuovo paradigma è la fornitura di servizi ‘on-the-demand’ invece che avere personale costantemente dispiegato sui siti militari”, ha sottolineato De Fazio aggiungendo che “anche in questo settore si sta lavorando a fornire strumenti per l’addestramento in contesti di realtà virtuale grazie l’impiego di visori e sistemi di tracciamento della posizione”.
Il manager di Leonardo (che ha un lungo background in azienda nello specifico settore radaristico, avendo partecipato a diversi progetti incluso il RASS, sviluppato sotto la sua egida) ha poi toccato l’importante elemento critico per la crescita dell’azienda rappresentato dalla preparazione e sviluppo della conoscenza da parte del personale.
Un campo che spazia dalla pubblicazione di riviste quali il Polaris Innovation Journal e l’istituzione della Scuola Radar interna con insegnanti interni ed esterni, per arrivare ai Premi Innovazione (Innovation Award) che dal 2004 hanno registrato il coinvolgimento nel tempo di migliaia di persone, alla Fondazione Leonardo con la pubblicazione ‘Civiltà delle Macchine’ ed infine ai Leonardo Labs che sono state definiti come strutture critiche per lo sviluppo del settore.
Uno sguardo al futuro
In particolare, tale attività sarà legata ai laboratori di ‘Future Electronics & Sensing’ ed ‘ High Performance Computing & Applied Artificial Intelligence’ con sede in diversi siti a Roma, Genova e negli Stati Uniti. Affinché tali strutture possano essere motore di futuri sviluppi, il manager ha voluto evidenziare che dovranno essere più connessi con il mondo scientifico ed accademico ed allo stesso tempo essere vicini al business ma non influenzati dagli sviluppi a breve termine, dovendo guardare ad orizzonti più lontani.
Guardando al futuro ed arrivando alle conclusioni del proprio intervento, l’ing. De Fazio ha ricordato gli scienziati che hanno contributo all’innovazione ed allo sviluppo nel settore evidenziando alcuni concetti e tecnologie chiave che saranno forieri di sviluppi nella radaristica.
Secondo il manager l’integrazione (radaristica) rappresenta un elemento chiave, a partire dalla difesa aerea e contro missili balistici e minacce ipersoniche alla sorveglianza dello spazio e dei detriti ivi presenti grazie ad un network di radar 3D AESA, passando attraverso l’integrazione dei radar per la sorveglianza aerea, il controllo del traffico aerea e quella per la meteorologia, al fine di ottimizzare le prestazioni e ridurre lo spettro elettromagnetico utilizzato oltre ad ottimizzare l’integrazione più complessa ai livelli superiori.
A questi s’aggiunge la fusione delle capacità di sorveglianza e scoperta dei radar passivi (passive covert radar) ed attivi al fine di evidenziare attività avversarie difficili da individuare e ridurre l’inquinamento elettromagnetico in particolare in ambiente urbano. Infine, il passaggio al radar AESA completamente digitale pone le basi per una concezione dei sensori radar fondata sul paradigma ‘cognitive software defined radar’.
De Fazio ha infine evidenziato l’importanza dei radar multistatici e la relativa evoluzione rappresentata dai radar MIMO (Multi Input Multiple Output) che offrono una serie d’importanti vantaggi, nonché l’applicazione dell’intelligenza artificiale anche al settore radaristico in un crescendo evolutivo e tecnologico che richiederebbe un’analisi più dettagliata, non possibile con gli spazi a disposizione ma che ha trovato e troverà sviluppo nelle presentazioni dell’IEEE Radar Conference di quest’anno e di quelle future.
La necessità di sostenere la continua evoluzione del settore radaristico è stata infine largamente compresa, secondo il manager di Leonardo, dall’Unione Europea e dell’Agenzia per la Difesa Europea (EDA) che hanno incluso diversi programmi radaristici nell’ambito dell’European Defence Industrial Development Programme, un’attività incoraggiante per il settore, aspettando l’European Defence Fund (EDF).
