Componenti virtuali offrono un modo per collaudare aeromobili reali
Negli anni a venire prenderà il volo una nuova generazione di «aeromobili più elettrici» («More Electric Aircraft» o MEA): il funzionamento di tali aerei si basa ancora su combustibili fossili, ma rispetto agli aeromobili tradizionali l’elettricità contribuisce in misura nettamente maggiore all’alimentazione dei loro sistemi. Queste caratteristiche permetteranno una riduzione del peso e un minore impiego di combustibile, e condurranno a un’efficienza maggiore con emissioni inferiori.
Modelli matematici
Comprendere come tali sistemi funzioneranno congiuntamente è una sfida complessa. Il progetto AEMS-IdFit, finanziato dall’UE, è stato condotto per produrre modelli precisi di componenti elettrici ed elettronici al fine di simularne il comportamento in un prototipo di aeromobile. «Per analizzare il comportamento di un progetto di aeromobile, è necessario controllare il comportamento complessivo di tutti i componenti», spiega il coordinatore del progetto Jordi Riba. «È impossibile collaudare il velivolo fisicamente, ma se si dispone di modelli matematici precisi si ha la certezza che la simulazione sarà molto simile a ciò che avverrebbe nella realtà». Sebbene a livello teorico i componenti dovrebbero funzionare come da descrizione, l’architettura dell’elettronica fisica, nonché condizioni del mondo reale, quali la bassa pressione, le temperature gelide e le vibrazioni, possono ripercuotersi sul loro comportamento.
Scatola nera
«Il problema riscontrato dai produttori è che al momento dell’acquisto di, poniamo, un convertitore elettrico, i componenti interni e la sua esatta architettura non sono sempre noti e perciò è difficile prevederne il comportamento», afferma Riba. «Nel convertitore vi sono componenti fisici, ma anche componenti parassiti che non vengono indicati come tali nelle specifiche, ma che appaiono a causa di frequenze elevate o di rumore elettronico». Inoltre, alcuni produttori si rifiutano di divulgare i contenuti e l’architettura dei propri componenti per proteggere il segreto commerciale: Riba definisce tale hardware «a scatola nera». Il team è riuscito tuttavia a produrre modelli di questi componenti, pur non potendo conoscerne il contenuto. Per costruirli, Riba e il suo team presso il Politecnico della Catalogna hanno preso dei componenti e li hanno sottoposti a un’accurata analisi di laboratorio, misurandone input e output per una serie di valori e condizioni. Successivamente hanno impiegato algoritmi di apprendimento automatico per costruire componenti virtuali sulla base dei dati raccolti.
Fornire continuità
Questi modelli sono ora nelle mani di Airbus, il partner del progetto, che li impiegherà per la progettazione di un nuovo aeromobile. Il lavoro è stato sostenuto dal programma Orizzonte 2020 dell’UE. «Non avremmo potuto farcela senza il finanziamento, sarebbe stato impossibile», aggiunge Riba. «Questo finanziamento è stato molto importante per noi: lavoriamo al progetto da tre anni ed esso ha garantito la continuità del progetto». Sebbene il progetto sia ufficialmente giunto alla conclusione, Riba afferma che il team sta ancora lavorando alla produzione di modelli di componenti di scatola nera e bianca per l’impiego nel settore. I passeggeri degli aeromobili di prossima generazione viaggeranno in sicurezza, con la consapevolezza che ben prima del decollo l’aereo avrà già volato nello spazio virtuale dei computer di Riba.
Parole chiave
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