Monitor senza fili per albero motore aeronautico
I costruttori di motori aeronautici stanno offrendo un approccio sempre più basato sui servizi per la commercializzazione dei propri prodotti, dove ai clienti viene garantita la sicurezza dei motori successivamente all'acquisto, utilizzando tecniche di manutenzione basate sulle condizioni. Per raggiungere questo obiettivo, i produttori si assumono la responsabilità del monitoraggio delle condizioni, grazie all'integrazione di sistemi di monitoraggio all'interno di ogni unità, sfruttando l'analisi di grossi volumi di dati. Il progetto TSA (Telemharsh - Telemetric system acquisition in harsh environment), finanziato dall'UE, è stato avviato per sviluppare una soluzione di telemetria innovativa per misurare lo sforzo del motore. Nello specifico, i ricercatori hanno introdotto un nuovo sistema wireless per la misurazione e la trasmissione dei dati di deformazione e temperatura degli alberi motore. Un collettore ad anello wireless, in grado di fornire più di 5 W di potenza per i componenti rotativi, è stato combinato a un collegamento di comunicazione RF a 10 Mbps e a un'unità di elaborazione dei segnali miniaturizzata, in grado di multiplare gli ingressi di svariati canali. Evitando la necessità di grossi condensatori per lo stoccaggio dell'energia, tale collettore è stato inoltre progettato per trasmettere i dati acquisiti dal componente rotante al gateway statico. L'elettronica è stata suddivisa in tre piccole schede per il condizionamento dell'alimentazione: Acquisizione, elaborazione e trasmissione dei dati e condizionamento dei sensori. Le elevate accelerazioni imposte dalla rotazione dell'albero, a cui sono sottoposte anche le parti elettroniche, si sono rivelate essere un problema rilevante. La soluzione adottata riguarda una riduzione della massa dei componenti. Il team TSA ha utilizzato un banco di prova progettato per condurre esperimenti che raggiungono un'accelerazione e una temperatura elevate così da ottimizzare il nuovo sistema di telemetria. Questo banco di prova è in grado di raggiungere 50 000 giri al minuto e ha la possibilità di includere una camera termica per riscaldare l'unità di collaudo fino a 200 °C. Ulteriori analisi relative a test e prestazioni sono in previsione dopo il progetto TSA. La ricerca e lo sviluppo nell'ambito del progetto hanno portato a un promettente sistema di telemetria wireless con collettore ad anello tale da migliorare la competitività dell'industria aeronautica europea. La tecnologia contribuisce a una manutenzione predittiva attraverso la raccolta di dati di sistema in ambienti difficili, non solo per l'aviazione, ma anche per settori come il volo spaziale e l'energia nucleare.
Parole chiave
Albero motore aereo, telemetria, manutenzione preventiva, TSA, unità di elaborazione dei segnali, manutenzione basata sulle condizioni
