Tecnologia di attuatori per il controllo accurato del flusso d’aria sugli aeromobili
La separazione del flusso si riferisce ad una sorta di distacco del flusso dell’aria dal velivolo e crea vortici e gorghi che può aumentare la resistenza. Il progetto VIPER (Valve high performances for flow control separation in aircraft), finanziato dall’UE, intendeva ridurre e ritardare la separazione di flusso attraverso sistemi elettrici attivi. Questo manterrà condizioni aerodinamiche più favorevoli sulla superficie dell’ala e sosterrà aeromobili più elettrici con meno sistemi idraulici e pneumatici. I partner del progetto hanno progettato, prodotto e testato con successo un’innovativa valvola a getto pulsato basata su attuatori piezoelettrici amplificati (amplified piezoelectric actuators, APA). I principali vantaggi relativi all’utilizzo di tecnologie APA per una tale valvola sono dati dalla controllabilità e dai tempi di risposta delle valvole a base di attuatori piezoelettrici. Tale tecnologia è in grado di fornire un getto sonico pulsato a 500 Hz, con un flusso di massa di circa 34 g/s attraverso una fessura con larghezza di 1 mm e lunghezza di 80 mm. È stato inoltre progettato un efficiente amplificatore switching di potenza. Insieme, l’amplificatore e il nuovo attuatore, offrono al getto sonico un consumo elettrico di circa 40 W a seguito di un recupero di energia. Il team VIPER ha ottenuto ottimi risultati nelle prestazioni del getto, grazie alla velocità di espulsione e al flusso di massa della valvola,i quali superano lo stato dell’arte: velocità di uscita dell’aria (340 m/s); flusso lineare di massa dell’aria (425 g/s/m); e gamma di frequenza di azionamento (0-500 Hz). Sebbene fino ad oggi siano stati progettati e testati molti attuatori a getto pulsato, il tasso di flusso di massa raggiunto è il più alto mai ottenuto, in un attuatore di questo volume. Il dispositivo di controllo del flusso attivo VIPER diminuirà notevolmente il rumore e le emissioni associate allo spostamento d’aria, fornendo un importante sollievo dalle pressioni di fronte al pubblico e al pianeta.
Parole chiave
Aeromobile, VIPER, valvola, separazione del controllo di flusso, attuatori piezoelettrici amplificati
