Tecniche di progettazione di aeromobili avanzate per gli ingegneri di domani
L’ottimizzazione multidisciplinare (Multidisciplinary design optimisation, MDO) è una tecnica che ottimizza la procedura generale di progettazione di sistemi aeronautici su ampia scala. Essa è fondamentale per la sostenibilità e competitività del settore aerospaziale in Europa. Nonostante la sua importanza, vi è una notevole mancanza di competenze, istruzione e formazione MDO. In questo contesto, il progetto AMEDEO (Aerospace multidisciplinarity enabling design optimisation), finanziato dall’UE, ha reclutato 15 ricercatori talentuosi nel campo nella fase iniziale della loro carriera. L’iniziativa è stata sostenuta con distaccamenti presso istituzioni di partner importanti in Belgio, Francia, Germania, Paesi Bassi, Turchia e Regno Unito. I progetti triennali dei ricercatori hanno messo in evidenza questioni e sfide importanti affrontate dal settore aerospaziale europeo. Queste includono l’ottimizzazione dei motori degli aeromobili per l’efficienza energetica, l’ottimizzazione di strutture di aeromobili compositi leggeri, il miglioramento della sicurezza degli aeromobili e la predisposizione agli incidenti, nonché la riduzione del rumore attraverso l’ottimizzazione acustica. In particolare, i ricercatori di AMEDEO hanno lavorato a nuovi metodi computazionali e di parametrizzazione per i problemi MDO su ampia scala. Hanno sviluppato strutture MDO efficienti e solide basate su metamodelli che possono integrare tutte le ottimizzazioni di sistema e/o disciplinari all’interno di problemi MDO su larga scala. Il lavoro prevedeva anche l’applicazione di metodi MDO avanzati alla progettazione dei motori aeronautici, nonché nuove applicazioni MDO per la progettazione di strutture aeronautiche composite. In generale, il progetto ha prodotto importanti progressi nell’efficienza computazionale dei metodi MDO basandosi su unità di elaborazione grafica e miglioramenti nella modellizzazione aeroelastica. Ha condotto allo sviluppo di nuovi metodi MDO per la progettazione degli aeromobili preliminare e per i sistemi con deviazioni strutturali molto grandi. I nuovi metodi MDO possono contribuire a superare i danni nelle strutture composite che possono derivare, ad esempio, dagli impatti con il ghiaccio o con gli uccelli, e possono ridurre i livelli di rumore nelle fusoliere composite. I metodi forniscono motori aeronautici più efficienti tramite un migliore raffreddamento della turbina, livelli di flusso dell’aria ridotti fino al 65 % e nuove forme per le ventole e i compressori. Grazie ad AMEDEO, i futuri specialisti MDO un giorno consentiranno al settore aerospaziale europeo di realizzare la sua visione di costruire aeroplani ecocompatibili.
Parole chiave
Progettazione di aeromobili, aerospaziale, ottimizzazione multidisciplinare, AMEDEO, progettazione di motori
