Nuovi strumenti per garantire ai velivoli di rimanere a galla durante l’ammaraggio
L’attuale corsa verso aeromobili più ecologici, sicuri e a basso costo richiede che i produttori realizzino soluzioni progettuali innovative e nuovi concetti strutturali. I metodi empirici tradizionalmente utilizzati per la progettazione degli aeromobili in relazione alle situazioni di emergenza stanno diventando obsoleti. Nuove metodologie e strumenti numerici di previsione sono necessari al fine di attenuare i rischi economici e sulla sicurezza. Nell’ambito del progetto SMAES (Smart aircraft in emergency situations), i ricercatori hanno sviluppato strumenti di simulazione avanzati per l’utilizzo nelle diverse fasi dei processi di progettazione e certificazione. Grazie all’ottimizzazione della risposta di ammaraggio, tali strumenti di nuova concezione dovrebbero ridurre i costi di progettazione e test, generando innovazione per creare strutture di prova più sicure, più leggere e meno costose. Il processo di ammaraggio può essere descritto in quattro fasi: approccio, impatto, atterraggio e galleggiamento. L’ammaraggio genera elevati carichi idrodinamici sulla struttura. A causa dell’elevata velocità di avanzamento in avanti, effetti quali cavitazione e ventilazione influenzano i carichi idrodinamici. Tra i risultati del progetto figurano lo sviluppo di migliori modelli analitici e numerici per la previsione dei carichi fluidi e delle pressioni localizzate che agiscono sugli aeromobili durante l’ammaraggio. I ricercatori hanno prodotto modelli complessi relativi ai fluidi in grado di rappresentare importanti fenomeni fisici come il cuscino d’aria , la ventilazione, la cavitazione e la forza di aspirazione. Un’altra parte del lavoro è stata incentrata sullo sviluppo di affidabili modelli di previsione del comportamento strutturale relativo agli aeromobili e della rottura dovuta a carichi dinamici di fluido. I modelli strutturali deformabili sono stati successivamente accoppiati con i modelli migliorati relativi ai fluidi. I risultati di tale attività hanno offerto convalidate metodologie per l’esecuzione dell’accoppiato tra interazione fluido-struttura e simulazioni di ammaraggio degli aeromobili. Il team del progetto SMAES ha istituito un nuovo impianto di impatto sperimentale dell’acqua ad alta velocità, in grado di supportare la ricerca e lo sviluppo futuri in quanto a conseguenze dovute all’impatto dell’acqua. È stato prodotto un vasto insieme di dati ottenuti dai test, il quale copre l’impatto dell’acqua ad alta velocità e le conseguenze derivanti alle strutture composite. Oltre all’aggiornamento della sicurezza, il progetto SMAES dovrebbe contribuire alla competitività e alla supremazia dell’industria aeronautica europea grazie a una serie di nuovi strumenti per la progettazione degli aeromobili. Infine, una migliore comprensione dei complessi fenomeni fisici che si verificano durante l’ammaraggio aereo sarà utile in altre applicazioni basate sull’interazione fluido-struttura come per esempio l’atterraggio di aerogiri in acqua e la relativa pianificazione ad alta velocità.
Parole chiave
Aeromobile, ammaraggio, strumenti di simulazione, situazioni di emergenza, carichi idrodinamici, carichi di fluido
