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Rilevamento della pressione in tempo reale per i sistemi di raffreddamento aerospaziale

La strategia europea per l’aviazione mira alla crescita e all’innovazione simultanee offrendo viaggi più sicuri, più puliti ed economici per le persone. Si ritiene che un sistema pioneristico di sensori di monitoraggio dello stato di salute possa dare un contributo importante a tutti questi obiettivi.

Cambiamento climatico e Ambiente
Energia

I motori sono onnipresenti, convertendo l’energia elettrica in energia meccanica sotto forma di parti in movimento. S trovano nella lavatrice, nell’automobile e persino nel computer in cui un motore fa funzionare la ventola. Gli aeroplani sono dotati di un dispositivo, chiamato generatore di avviamento, che agisce come un motore all’avvio del motore. Il generatore di avviamento produce calore come sottoprodotto della conversione di energia ed è necessario un sistema di raffreddamento affinché funzioni in modo affidabile. Tuttavia, se il sistema di raffreddamento presenta un guasto, probabilmente lo farà anche il motore. La maggior parte dei generatori di avviamento degli aerei sono raffreddati a olio e i sensori di pressione attuali agiscono come rilevatori di soglia senza misurare la pressione in tempo reale. Gli ingegneri finanziati dall’UE che lavorano al progetto SOCOSYS hanno notevolmente migliorato lo stato dell’arte con un sensore di pressione in grado di misurare e segnalare continuamente la pressione.

Progetti innovativi per resistere ad ambienti operativi difficili

Gli attuali pressostati sono detti binari: rilevano la pressione bassa o alta per emettere un allarme quando viene superata una soglia predefinita. Considerato che una funzione di monitoraggio dello stato di salute era un concetto completamente nuovo per i generatori di avviamento aerospaziali raffreddati a olio, la definizione delle specifiche richieste ha rappresentato una parte significativa del progetto. Oltre a un funzionamento affidabile a temperatura ambiente fino a 180 oC, i sensori dovevano essere resistenti allo sporco e alle perturbazioni meccaniche, comprese le vibrazioni. Secondo la coordinatrice del progetto, Isabelle Vallet, «Affidabilità e temperatura ambientale sono state le principali sfide del progetto, in quanto non sono complementari. In effetti, un aumento di temperatura nell’ambiente circostante può ridurre l’affidabilità». SOCOSYS ha fornito non uno ma quattro prototipi di sensori, tutti convalidati in laboratorio, e ha dimostrato di resistere all’ambiente operativo del generatore di avviamento monitorando accuratamente la temperatura dell’olio. Test di invecchiamento accelerato delle funzioni elettroniche condotti su 70 campioni hanno ulteriormente dimostrato che anche le specifiche di affidabilità venivano soddisfatte.

Il futuro dei sensori di monitoraggio dello stato di salute per ambienti difficili

I sensori verranno successivamente implementati su un banco di prova prima di essere integrati negli aerei per il collaudo finale. Guardando al futuro, SOCOSYS pianifica la commercializzazione degli innovativi sensori di monitoraggio dello stato di salute per altri ambienti simili, come il motore. Il monitoraggio continuo dello stato di salute promette di migliorare la funzionalità del motore rilevando una pressione decrescente prima del raggiungimento della soglia e riducendo la probabilità che i filtri dell’olio si ostruiscano. La funzionalità potenziata migliorerà l’efficienza del motore, contribuendo alla riduzione delle emissioni di gas serra e dei costi operativi. Infine, il monitoraggio dello stato di salute può ridurre al minimo i tempi e i costi associati alle ispezioni regolarmente programmate e i tempi di fermo necessari. I sensori SOCOSYS hanno un grande contributo da apportare, a vantaggio non solo dei produttori e dei fornitori di servizi aerei, ma anche dei viaggiatori e dell’ambiente. Come spiega Vallet, «I sensori e la funzione di monitoraggio dello stato di salute di un generatore di avviamento contribuiranno allo sviluppo di aeromobili più elettrici, sicuri ed economici, riducendo al contempo le emissioni di gas a effetto serra, affrontando gli obiettivi chiave dell’industria aerospaziale europea». Nel loro insieme, i sensori dovrebbero aumentare la competitività dell’industria aerospaziale europea in una comunità globale personale e commerciale sempre più connessa.

Parole chiave

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