Modelli modulari consentono test flessibili in galleria del vento
La progettazione degli aeromobili è una procedura lunga e costosa. Uno dei costi principali è rappresentato dai test in galleria del vento, che prevedono di mantenere in posizione statica un modello di aeromobile e dirigervi dell’aria, per simulare e valutare le prestazioni aerodinamiche. Tuttavia, dal momento che i modelli sono fermi, questo tipo di test raramente include gli effetti del flusso d’aria del motore o dell’elica. Inoltre, i modelli per i test sono generalmente inamovibili, perciò le simulazioni omettono l’azione delle superfici di controllo. Gli ingegneri addetti ai test hanno bisogno di modelli in cui tali superfici possano essere spostate da remoto durante i test come un aeromobile reale.
Modelli modulari
Il progetto POLITE, finanziato dall’UE, ha sviluppato le capacità per produrre un modello di questo genere. POLITE, sulla scia del lavoro di due precedenti progetti finanziati dall’UE, ESICAPIA e LOSITA, ha sviluppato un modello modulare con molte parti comuni che può essere usato in gallerie diverse. Gli obiettivi principali erano migliorare l’efficienza in termini di costi dello sviluppo di modelli per le gallerie del vento massimizzando l’uso di tali componenti e migliorare la produttività dei test sviluppando nuove tecnologie per test maggiormente automatizzati. POLITE ha progettato e testato un nuovo flap motorizzato controllato a distanza. POLITE faceva parte del programma Clean Sky 2 dell’UE. «Per essere davvero rappresentativo, un test in galleria del vento deve essere eseguito in condizioni di flusso il più vicine possibile a ciò che un aeromobile in volo incontrerebbe», spiega Nicola Paletta, direttore del dipartimento ricerca e tecnologia e coordinatore del progetto presso IBK. «Per renderlo possibile con un modello in scala, bisogna testarlo in ambienti criogenici o pressurizzati.» Tali strutture speciali sono molto costose, perciò questi test si limitano a poche condizioni di flusso e configurazioni del modello. Inoltre, anche se a volte i modelli vengono testati in diverse gallerie del vento, ciò è raramente possibile per modelli con motori alimentati.
Diversi tipi di test
Test realmente completi richiedono controlli in un numero maggiore di condizioni di flusso, ma ciò normalmente richiederebbe più modelli. «Il miglioramento principale che abbiamo apportato», aggiunge Paletta, «è la possibilità di usare lo stesso modello per gallerie del vento in due campagne molto diverse, una a bassi Reynolds e un’altra ad alti Reynolds». Il numero di Reynolds (Re) è un parametro usato nella dinamica dei fluidi per misurare l’importanza degli effetti inerziali rispetto agli effetti viscosi. Il modello di POLITE può essere usato per test sia a basso Re in una galleria del vento grande e non pressurizzata, sia ad alto Re in una galleria del vento diversa e pressurizzata. La modularità del modello di POLITE consente di utilizzare oltre il 70 % delle parti per entrambi i tipi di test, risparmiando sui costi. Ciò apre la strada a una nuova metodologia di progettazione, più economica ed efficiente dei metodi attuali. Inoltre, POLITE ha elaborato tecnologie innovative volte a migliorare la produttività dei test in galleria del vento, ossia dispositivi di sollevamento ad alta quota controllati da remoto, fino a diversi livelli di maturità tecnologica. Il gruppo di ricerca ha prodotto vari prototipi di flap controllati da remoto in configurazioni diverse (a singola e doppia fessura) testati in laboratorio con un approccio di «complessità crescente», fra cui il dimostratore finale del flap a singola fessura installato nel modello per galleria del vento vero e proprio. I membri del consorzio di POLITE stanno già sfruttando le competenze e le tecniche acquisite e migliorate durante il progetto per sviluppare nuovi modelli per gallerie del vento. I singoli partner stanno beneficiando in termini commerciali delle maggiori visibilità e capacità che il progetto ha contribuito a sviluppare e condividere. Il lavoro del progetto supporterà, in ultima analisi, lo sviluppo di metodi volti ad aumentare le prestazioni aerodinamiche e l’efficienza, che porteranno ad aeromobili più efficienti e meno inquinanti.
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