Leggero come una piuma: l’aereo di domani
L’impresa comune Clean Sky 2 cerca di sviluppare tecnologie che ridurranno l’impatto ambientale dell’aviazione con aeromobili più puliti e silenziosi, nonché di costruire e mantenere la competitività e la mobilità dell’Europa in questo campo. La progettazione di parti leggere della cellula, in cui materiali esistenti vengono combinati con quelli nuovi ad alte prestazioni, rappresenta un passo avanti verso tali obiettivi. Questo perché una riduzione di peso è direttamente collegata all’efficienza di un aeromobile, il che significa minori consumi di carburante, requisiti di potenza e livelli di emissioni di CO2.
Alla ricerca della leggerezza
In linea con tutto ciò, il progetto LightAir, finanziato dall’UE, ha lavorato per qualificare nuovi materiali ad alte prestazioni per strutture di cellule aeronautiche di elicotteri seguendo un approccio basato su elementi costitutivi. In particolare, il gruppo responsabile del progetto e i suoi partner, Airbus Helicopters (il topic manager), Ikerlan, Compoxi e AMADE, hanno eseguito una caratterizzazione prestazionale completa di tre nuovi materiali per aeromobili, adesivo, composito e a nido d’ape, per ottenere ammissibili di progetto effettuando una campagna di collaudo. «Il progetto prevedeva tre diversi livelli di test, dal livello del coupon nella parte inferiore della piramide, fino a test degli elementi e dettagli sub-strutturali ai livelli più alti», sottolinea Jordi Renart, coordinatore del progetto. Discutendo i test, Renart spiega: «Nei test di livello 1, i coupon sono stati esaminati a diverse temperature e condizioni di umidità. Durante i test di livello 2, l’attenzione si è concentrata sullo studio delle proprietà dei materiali dei pannelli sandwich a nido d’ape». Ciò comprendeva il test di compressione sul bordo, il test di flessione in piano, il test di compressione dopo un impatto e il test della resistenza alla pelatura. «Sono tutte proprietà chiave dei materiali, ma il test di resistenza alla pelatura è stato particolarmente importante in quanto determina la forza di adesione del rivestimento al nido d’ape durante il caricamento in modalità I, uno dei modelli di guasto più critici in una struttura a sandwich». Per i test di livello 3, è stato esaminato un pannello sandwich curvo di grandi dimensioni, uno dei principali traguardi del progetto.
Risultati di grande impatto
Il lavoro del progetto ha portato a una comprensione completa del comportamento meccanico dei nuovi materiali valutati. «Le proprietà dei nuovi materiali hanno mostrato alcune caratteristiche molto interessanti in determinate condizioni di carico e temperatura, che sono viste come un buon indicatore per una potenziale riduzione del peso target e l’ottimizzazione strutturale rispetto ai materiali di base», sottolinea Renart. Il lavoro sperimentale di LightAir, associato alla determinazione degli ammissibili di progetto, fornirà dati sui materiali che possono essere utilizzati per l’ottimizzazione e la riduzione del peso dei prossimi design di aeromobili. Pertanto, il lavoro del progetto sta aprendo la porta alla progettazione di strutture di cellule aeronautiche più affidabili, efficienti e leggere. «Alla fine, questo porterà alla riduzione del peso target del 15 % per le parti generali della cellula, un risparmio di carburante di circa 1 800 litri per elicottero all’anno e una riduzione delle emissioni di CO2 di circa 5 900 kg per elicottero all’anno per la prossima generazione di aeromobili», riferisce Renart. In futuro, verranno divulgati alcuni temi di ricerca del progetto, che sono in fase di approfondimento e nei prossimi mesi saranno disponibili in articoli su riviste a revisione paritaria. «Il topic manager dovrà anche prendere i risultati del progetto e inserirli nel contesto della struttura del programma RACER, probabilmente il passo successivo più impegnativo», conclude Renart.
Parole chiave
LightAir, aeromobile, nuovi materiali, riduzione del peso, strutture di cellule aeronautiche leggere, ammissibili di progetto
