Comandi di volo. Evoluzione

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1 Comandi di volo 1 Evoluzione 1. Superfici di governo articolate per permettere il controllo di base di rollio, beccheggio e imbardata, trasmissione meccanica. 2. Aumento del numero di superfici controllate (flap, aerofreni, spoiler, stabilizzatori) 3. Introduzione di potenziamento idraulico per grossi velivoli e alte velocità 4. Sistemi di controllo attivi 5. Fly-by-wire 2

2 Stato attuale Comandi puramente meccanici per alianti e piccoli velivoli Servocomandi idraulici e fly-by-wire per medi e grandi velivoli 3 Comandi classici 4

3 Comandi particolari Flaperons (flap alettoni, a controllo indipendente) Lockheed Martin JSF Challenger (ultraleggero) 5 Comandi particolari Elevons (equilibratori alettoni, per ali a delta senza impennaggio orizzontale) Dassault Mirage

4 Comandi particolari Tailerons (stabilizzatori alettoni, a controllo indipendente) Sukhoi Su-27 7 Comandi particolari Articolazione alare in configurazioni a freccia variabile General Dynamics F-111 8

5 Comandi particolari Controllo addizionale di beccheggio su canard Piaggio P Affidabilità Ottenuta con componenti più affidabili e maggiore ridondanza Massima nei comandi primari (rollio, beccheggio e imbardata) e nei velivoli intrinsecamente instabili Minore nei comandi secondari (flap, diruttori, aerofreni, alette di trimmaggio) 10

6 Comandi meccanici Comandi ad aste Comandi a cavi 11 Comandi ad aste: requisiti Rigidezza, per evitare deflessioni durante il volo Stabilità ai carichi assiali: π P = (E = mod.young, I = mom. inerzia, λ = lungh. riferimento) Disaccoppiamento dalle frequenze principali della struttura velivolo o indotte dai motori (specialmente elicotteri) 2 E I 2 λ 12

7 Comandi a cavi: requisiti Tenditori per ridurre laschi nel circuito Disaccoppiamento dalle frequenze principali della struttura velivolo o indotte dai motori (specialmente elicotteri) 13 Servocomandi idraulici 14

8 Servocomandi idraulici 15 Servocomandi idraulici 16

9 Servocomandi: requisiti Trasmissione meccanica via aste o cavi Deflessione superficie proporzionale alla domanda (valvola di comando insegue la posizione neutra) Necessità di restituire al pilota sensazione di manovra (molle e smorzatori sulla barra) 17 Fly-By-Wire Comandi di volo elaborati da pc Tecnologia nata analogica anni 70, attualmente digitale Vasto impiego militare, spec. velivoli instabili Civile: Concorde, A320, A319, A321, A330, A340, A380, B777 18

10 Fly-By-Wire 19 Fly-By-Wire Pilota genera domanda (demand) sotto forma di segnale elettrico Domanda elettrica analizzata da pc su base di dati di volo (velocità, accelerazione, altitudine, assetto, stato delle superfici di governo, configurazione alare, stato dei propulsori, stato carrelli,.) Segnale di output inviato alle elettrovalvole 20

11 Fly-By-Wire Ridondanza tripla e quadrupla per avere affidabilità di sistema idraulico classico Hardware e software diversi per generare conflitti Back-up meccanico per emergenza sui velivoli civili 21 Fly-By-Wire: vantaggi Peso Manutenzione Protezione inviluppo di volo Aumento di stabilità e manovrabilità Soppressione carichi di fatica di turbolenza Stabilità elettronica ci velivoli aerodinamicamente instabili e/o di manovrabiltà complessa (convertiplani, thrust vectoring) Migliore controllo durante rilascio di armamenti Interfacciamento più facile con autopilota Riduzione costi di addestramento per livellamento caratteristiche di manovrabilità 22

12 Fly-By-Wire: aspetto critico Validazione di software e hardware 23 Airbus 340: layout FBW 24

13 Velivoli instabili Boeing-Northrop B-2 Lockheed F Velivoli di difficile manovrabilità British Aerospace Sea Harrier Boeing- Bell V-22 26

14 Attuatori: stato dell arte Valvola di comando controllata da segnale elettrico, due sottosistemi idraulici indipendenti, martnetto a 4 camere 27 Attuatori: sviluppi futuri EMA (attuatori elettromeccanici), costituiti da motore elettrico ad alta velocità e riduttore, alimentato 270 VDC EHA (attuatori elettroidrostatici), con sistema idraulico incorporato (serbatoio, elettropompa, elettrovalvola e martinetto), alimentato 270 VDC 28

15 EMA e EHA 29 Elicotteri: motori 30

16 Elicotteri: trasmissione 31 Elicotteri: comandi 32

17 Elicotteri: comandi 33