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Electrical Tail Drive - Modelling, Simulation and Rig Prototype Development

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Controllo elettrico dei rotori della coda degli elicotteri

La maggior parte dei rotori della coda sugli elicotteri odierni è azionata meccanicamente dalla turbina principale attraverso un albero meccanico e degli ingranaggi. Un innovativo rotore della coda elettrico (ETR) promette importanti vantaggi ambientali, oltre a un migliore controllo e a una maggiore sicurezza.

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I rotori della coda meccanici lavorano in modo simile a quello in cui il motore delle automobili trasferisce potenza alle ruote posteriori di un’automobile. Questo collegamento fisico impone una relazione fissa tra la velocità del rotore principale e quella del rotore della coda. Esso limita la capacità di quest’ultimo di bilanciare le forze del rotore principale per una migliore manovrabilità. Un comando ETR darebbe l’indipendenza oltre a offrire importanti riduzioni di peso e complessità per una migliore sicurezza e una manutenzione ridotta. Il progetto ELETAD (Electrical tail drive - Modelling, simulation and rig prototype development), finanziato dall’UE, ha svelato con successo un prototipo di comando ETR assemblato con motori a magneti permanenti ad altissima efficienza particolarmente adatto per il funzionamento con cicli di lavoro gravosi. Anche se differiscono nel modo in cui generano la coppia, le due configurazioni del motore sono state progettate per conservare un’alta efficienza con coppie elevate. Il motore a flusso assiale include due gruppi a statore avvolto, ognuno collocato su uno dei due lati di un disco centrale del magnete permanente. Il motore a flusso radiale comprende una serie interna di magneti permanenti circondata da uno statore con 12 bobine magnetiche. Inoltre, ELETAD ha sviluppato un pacchetto software formato da strumenti di modellazione per descrivere il comportamento elettromagnetico e termico di macchine elettriche tolleranti ai guasti. Tranne che per i rotori degli elicotteri, i nuovi strumenti possono essere usati per progettare macchine elettriche per sistemi di trasmissione per la propulsione dei velivoli o motori con coppia elevata integrati nel mozzo ruota nei veicoli elettrici. Il prototipo ETR è stato collaudato su un banco di prova integrato capace di caratterizzare i sistemi di trasmissione elettrici con valori di picco fino a 340 kW e 4 500 rpm. Cosa importante, il banco di prova includeva una rappresentazione funzionale completa di un’alimentazione elettrica e di un sistema di controllo ridondanti/tolleranti ai guasti necessari per applicazioni nei velivoli fondamentali per la sicurezza. L’ulteriore sviluppo e la commercializzazione porteranno a grandi vantaggi ambientali, tra cui un minor consumo di carburante, emissioni e rumorosità ridotte e un utilizzo minimo di materiali pericolosi per l’ambiente come i lubrificanti. Gli elicotteri raggiungono la maggiore età.

Parole chiave

Elicottero, rotore coda elettrico, ELETAD, magnete permanente, velivolo

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