Un cono di coda avanzato per gli aeromobili
L’agenda strategica di ricerca (SRA) europea prevede un aumento del trasporto aereo per merci e passeggeri pari approssimativamente al 4-5 % annuo, il che significa che tale valore è destinato a raddoppiare ogni 16 anni circa. In virtù del suo posizionamento, il cono di coda degli aeromobili gioca un ruolo estremamente importante sul piano della struttura e della funzione di questi mezzi di trasporto. Oltre a far parte della fusoliera di un aeroplano, questo componente rappresenta anche l’interfaccia dell’unità di potenza ausiliaria (APU). Il progetto ADVITAC (“Advance integrated composite tailcone”), finanziato dall’UE, sta sviluppando nuovi compositi multifunzionali in grado di risolvere problemi strutturali e di prevedere un processo di integrazione dell’APU completamente automatizzato. Nel complesso, i materiali avanzati garantiscono un miglioramento dell’acustica, della resistenza al fuoco, delle capacità elettriche e della resistenza. In seguito agli sviluppi offerti da una struttura composita destinata al cono di coda realizzata mediante progettazione assistita da calcolatore e che prevede l’integrazione dell’unità di potenza ausiliaria, il gruppo di lavoro ha stabilito i livelli di rumore e di inquinamento acustico del motore utilizzando la simulazione come parametro di riferimento. Le principali funzioni del cono di coda integrato sono state convalidate attraverso l’utilizzo di tagliandi di prova del materiale composito. Durante il cammino verso il già verificato aumento del livello di maturità tecnologica (TRL), raggiunto grazie al dimostratore in scala reale, gli scienziati si sono occupati dello sviluppo di numerose tecnologie correlate. Il livello di maturità di fabbricazione (MRL) è un parametro per la valutazione della maturità di fabbricazione, come il TRL per la tecnologia. È stato quindi potenziato il sistema di posizionamento di fibre automatizzato ai fini dell’integrazione di una complessa tecnica di rinforzo a secco. Oggigiorno, i sensori a fibra ottica garantiscono il monitoraggio della salute strutturale, le fibre o strisce di metallo conferiscono protezione contro i fulmini e le fibre solubili aumentano la resistenza e la tolleranza al danno. Gli scienziati hanno quindi provveduto al miglioramento dei laminati rinforzati nello spessore attraverso l’ottimizzazione della distribuzione e della densità dei laminati compositi rinforzati con z-fibre, nonché processi di tufting (rinforzi translaminari) dei rinforzi. Il gruppo di lavoro ha inoltre ottenuto un importante aumento in termini di livello di maturità di fabbricazione nel campo degli strumenti a basso costo per l’infusione della resina dei compositi, ovvero un processo sensibile che, in passato, non offriva il livello di affidabilità necessario per le applicazioni industriali reali. L’obiettivo dei ricercatori consiste nel raggiungere una riduzione del 10% del peso dei coni di coda rispetto alle classiche strutture composite allo scopo di ottenere uno straordinario dimezzamento delle emissioni di biossido di carbonio per passeggero-chilometro. La produzione della nuova tecnologia dovrebbe inoltre garantire risparmi economici nella misura del 30 %. Prima della chiusura dei lavori, gli scienziati prevedono di realizzare un dimostratore in scala uno che integra nuovi materiali, tecnologie e processi ai fini di una fabbricazione economica e della creazione di una catena di approvvigionamento europea concorrenziale.
Parole chiave
Aeromobile, cono di coda, compositi per aeromobili, trasporto aereo, integrazione APU
