Rilevamento più intelligente del ghiaccio
I moderni aerei volano ad alta quota, dove l’aria è molto fredda; di conseguenza, le loro ali sono inclini a ghiacciare, il che influisce sulla sicurezza e sull’efficienza. Gli attuali rilevatori di ghiaccio sono raramente situati sulle ali, il che porta all’attivazione dei sistemi di protezione dal ghiaccio prima del necessario, causando ulteriori inefficienze. Il progetto INAIPS (Innovative aircraft ice protection system – Sensing and modelling), finanziato dall’UE, ha mirato a migliorare i sistemi di rilevamento del ghiaccio e di valutazione automatici. Il consorzio, che fa parte del grande programma dell’Europa Clean Sky, ha migliorato le tecnologie create da progetti precedenti, tra cui ACID e ON-WINGS. Gli obiettivi di INAIPS hanno incluso lo sviluppo di un modello di sistema per il rilevamento del ghiaccio e la protezione da esso, il perfezionamento delle tecnologie di rilevamento e la modellazione dell’impatto del ghiaccio sul volo. I membri del team hanno migliorato diversi sensori di rilevamento del ghiaccio esistenti. Il primo rileva il ghiaccio attraverso i suoi effetti ottici, in particolare il backscatter e la riflessione. I ricercatori hanno montato il sensore in due posizioni sul bordo anteriore di un’ala. Un secondo tipo di sensore, semi-distribuito, rileva il ghiaccio misurando le perdite ottiche. Il consorzio ha creato un terzo nuovo tipo di sensore ottico che indica la presenza di ghiaccio dietro la protezione anti-erosione. Il sensore ha funzionato bene durante la prova, ma deve essere sviluppato ulteriormente. I membri del progetto hanno immaginato un sistema di acquisizione dati costituito da 24 fotodiodi. I ricercatori hanno anche esteso algoritmi di rilevamento di ghiaccio creati innanzitutto da ON-WINGS. I test hanno dimostrato un’efficace determinazione dello spessore del ghiaccio, anche se il sistema è stato meno in grado di valutare il tipo di ghiaccio se stratificato. Un ulteriore sviluppo ha coinvolto un’interfaccia grafica dell’utente. Il sistema secondario indica le parti influenzate dal ghiaccio e le variazioni verso caratteristiche aerodinamiche. L’interfaccia può essere utilizzata anche per la simulazione e la modellazione. I ricercatori hanno combinato tutti i componenti in un sistema completo. L’algoritmo elabora i dati del sensore, calcolando lo spessore del ghiaccio ma anche valutando il tipo di ghiaccio a seconda della temperatura e di altri parametri. Le informazioni raccolte predicono come il ghiaccio può influenzare aerodinamicamente un aereo. Anche uno strato di ghiaccio sottile può aumentare drasticamente la resistenza e ridurre la portanza. I risultati di INAIPS promettono miglioramenti per la sicurezza, mentre un maggiore risparmio di combustibile porterà a benefici ambientali. In entrambi i casi, il lavoro significa opportunità per il settore aeronautico europeo.
Parole chiave
Rilevamento del ghiaccio, aereo, effetti ottici, aerodinamico, formazione di ghiaccio, protezione contro il ghiaccio, rilevamento
