Un nuovo sensore permette di valutare oggettivamente l’impatto dell’atterraggio degli aerei
Agli ingegneri aeronautici piacciono gli atterraggi morbidi. Gli aerei sono progettati per atterrare in un intervallo ristretto di velocità di discesa, al di sopra del quale l’aereo colpisce il terreno troppo violentemente e rischia di danneggiarsi. L’interrogativo relativo al fatto che un atterraggio sia stato o meno troppo violento coinvolge in ultima analisi il giudizio soggettivo del pilota. Nel trasporto commerciale europeo, i piloti probabilmente segnalano più del dovuto gli atterraggi difficili. A seguito della segnalazione, l’aereo viene inviato per un’ispezione, forse inutile, che può richiedere anche la valutazione del produttore dell’aereo. Oltre ai costi diretti di manutenzione, tutte queste fasi richiedono tempo, durante il quale l’aereo non è disponibile, andando ad aggiungere costi indiretti. Il sistema attuale, basato sul giudizio soggettivo del pilota, porta a inefficienze nella manutenzione e a costi inutili.
Sensore fotonico e a fibra ottica
L’industria aeronautica necessita di un sensore dell’impatto di atterraggio oggettivo. Il progetto ALGeSMo, finanziato dall’UE, ha sviluppato il primo sensore di questo tipo al mondo, destinato agli aerei passeggeri commerciali, che elimina la componente soggettiva dalle valutazioni di atterraggio. Se un atterraggio è stato troppo violento, gli ingegneri lo sapranno immediatamente con certezza. Il sensore è basato su una combinazione di tecnologie fotoniche e sulle fibre ottiche. «I sensori ottici offrono molti vantaggi», spiega Jerry Symons, coordinatore del progetto. «In primo luogo, sono intrinsecamente sicuri, essendo immuni alle interferenze elettromagnetiche. In seguito, offrono capacità di multiplexing, il che significa che molti elementi di rilevamento possono essere inclusi in una singola fibra ottica per misurare numerosi parametri. I sensori ottici permettono inoltre l’elevata precisione necessaria per questa applicazione». Il sistema di ALGeSMo consiste in due componenti principali, entrambi sviluppati da zero dal team del progetto. Il «cervello» del sistema è un’unità di elaborazione a fibre ottiche (FOPU, Fibre Optic Processing Unit), installata nel vano avionico dell’aereo, che genera una luce infrarossa inviata ad ogni sensore dell’asse. Ogni asse ha due ruote e ogni ruota ha il suo sensore. I sensori sono costituiti da fibre ottiche con un reticolo di Bragg (FBG, Fibre Bragg Gratings) all’interno di un supporto di materiale composito. Ogni reticolo di Bragg riflette una diversa lunghezza d’onda della luce verso l’unità di elaborazione a fibre ottiche. Qualsiasi carico sugli assi viene trasmesso attraverso il composito al reticolo di Bragg e provoca un cambiamento nella lunghezza d’onda della luce riflessa. L’unità di elaborazione a fibre ottiche riceve la luce di ritorno da ogni sensore e converte ogni cambiamento di lunghezza d’onda in un valore di carico. I sensori sono tenuti in posizione con un nuovo meccanismo di serraggio appositamente progettato per l’asse dell’Airbus A320.
Autorizzato per un ulteriore sviluppo
«Il nostro risultato finale chiave è stato quello di dimostrare che il sistema possiede la capacità della tecnologia ottica di soddisfare le esigenze aeronautiche», aggiunge Symons. «Abbiamo raggiunto la maggior parte dei nostri obiettivi. Il sistema non è stato ancora testato in volo, ma è stato dimostrato su un dispositivo di prova per carrelli di atterraggio, che ha riprodotto i carichi presenti su aerei passeggeri di medie dimensioni». I test hanno dimostrato che il sistema calcola con precisione il carico di atterraggio. I dati di carico aiutano anche ad automatizzare altre funzioni dell’aereo, come l’ottimizzazione della frenata e le impostazioni di assetto e di spinta per il decollo. Successivamente, il team inizierà ad affinare le nuove funzioni al fine di raggiungere il livello 6 di maturità tecnologica, per arrivare alla successiva implementazione su futuri aerei commerciali. Ciò si tradurrà in meno manutenzione inutile e costi più bassi. Il progetto ha ottenuto i finanziamenti dall’impresa comune Clean Sky 2, che riceve il sostegno del programma di ricerca e innovazione Orizzonte 2020 dell’Unione europea e dei membri dell’impresa comune Clean Sky 2 diversi dall’Unione.
Parole chiave
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