VP Comandi di volo

Comandi di volo
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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
1
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
2
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 2000
6
3
Comandi particolari
• Tailerons (stabilizzatori – alettoni, a
controllo indipendente)
Sukhoi Su-27
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Comandi particolari
• Articolazione alare in configurazioni a
freccia variabile
General Dynamics F-111
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4
Comandi particolari
• Controllo addizionale di beccheggio su
canard
Piaggio P-180
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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)
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5
Comandi meccanici
Comandi ad aste
Comandi a cavi
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Comandi ad aste: requisiti
• Rigidezza, per evitare deflessioni durante il
volo
π2⋅E⋅I
• Stabilità ai carichi assiali: P =
2
λ
(E = mod.Young, I = mom. inerzia, λ = lungh. riferimento)
• Disaccoppiamento dalle frequenze
principali della struttura velivolo o indotte
dai motori (specialmente elicotteri)
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6
Comandi a cavi: requisiti
• Tenditori per ridurre laschi nel circuito
• Disaccoppiamento dalle frequenze
principali della struttura velivolo o indotte
dai motori (specialmente elicotteri)
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Servocomandi idraulici
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7
Servocomandi idraulici
15
Servocomandi idraulici
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8
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)
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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
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9
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
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10
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
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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
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Fly-By-Wire: aspetto critico
• Validazione di software e hardware
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Airbus 340: layout FBW
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Velivoli instabili
Boeing-Northrop B-2
Lockheed F-117
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Velivoli di difficile manovrabilità
British Aerospace
Sea Harrier
BoeingBell
V-22
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Attuatori: stato dell’arte
Valvola di comando controllata da segnale elettrico, due sottosistemi idraulici indipendenti, martnetto a 4 camere
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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
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EMA e EHA
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Elicotteri: motori
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Elicotteri: trasmissione
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Elicotteri: comandi
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Elicotteri: comandi
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