Banco prova per comandi di volo: adeguamento servosistema idraulico e sviluppo di modelli di calcolo lineare e non lineare. = Test bench for flight controls: adjustments of hydraulic servosystem and development of linear and non-linear calculation models.

Banco prova comandi di volo: adeguamento servosistema idraulico e sviluppo di modelli di calcolo lineare e non lineare. Il lavoro sviluppato nasce dall’esigenza di effettuare delle prove sperimentali sul comportamento di alcuni attuatori di volo di tipo commerciale. In particolare l’attuatore a rulli planetari SKF e l’attuatore UMBRA. Queste prove si conducono utilizzando dei banchi di prova di controllo forza per attuatori di controllo di comandi di volo. L’industria aerospaziale si serve di questi banchi per sottoporre i servoattuatori a delle sollecitazioni che possano riprodurre quanto più fedelmente possibile le condizioni di carico aerodinamico durante il volo. Presso il laboratorio di ingegneria meccanica del Politecnico di Torino è presente un banco prova per comandi di volo (BPSV), progettato e realizzato nell’ambito dello stesso laboratorio. Il BPSV si pone l’obiettivo di condurre prove per attuatori di comandi di volo, sia con l’obiettivo di tipo prestazionale atto a ottimizzare le performance del comando di volo, sia con la finalità di poter valutare lo stato di salute di comandi di volo, effettuando test su attuatori opportunamente degradati artificialmente o sbarcati dopo un percorso di vita operativa. Il banco prova viene impiegato con lo scopo di applicare e verificare algoritmi di prognostica per AUT (Actuator Under Test). Il banco in esame è meccanicamente costituito da un telaio comune su cui sono ancorate una culla, che ospita un attuatore idraulico di carico, e una piastra di supporto per l’attuatore in prova; i due cilindri sono posizionati su due assi, giacenti sullo stesso piano, tra loro circa ortogonali e sono accoppiati tramite un giunto a manovella. È stato però necessario apportare degli adeguamenti per adattarlo alle prove da eseguire. La seguente tesi riassume innanzitutto il lavoro di progettazione delle modifiche da apportare al banco di prova. Inoltre sono stati sviluppati un modello lineare e uno non lineare del comportamento dell’attuatore in prova ed effettuati confronti delle indicazioni fornite dai due modelli con i dati di prove sperimentali. La tesi comprende quindi anche la descrizione delle caratteristiche concettuali e funzionali dei modelli sviluppati. Preventivamente è stata effettuata una descrizione del banco. Sono stati descritti in dettaglio gli schemi di funzionamento e i singoli componenti del banco di controllo forza con le relative specifiche tecniche. Ne sono poi stati riportati i relativi modelli matematici che hanno costituito la base concettuale per la scrittura di modelli numerici descrittivi del loro comportamento. Vengono poi descritti ed illustrati i modelli sviluppati: il modello lineare e quello non lineare. L’obiettivo principale di questo lavoro di tesi è stato quello di descrivere con un sufficiente grado di dettaglio l’utilizzo e le funzionalità dell’insieme di programmi costruiti intorno al modello non lineare dell’attuatore di carico. Per ciascuno dei modelli sviluppati vengono descritti gli algoritmi implementati e le informazioni e parametri calcolati. Entrambe i modelli sono stati sviluppati in ambiente Matlab con l’impiego di modelli Simulink per il modello non lineare. Particolare enfasi è stata dedicata alla descrizione delle modalità di utilizzo e delle funzionalità principali del modello non lineare dell’attuatore di carico idraulico di controllo forza (HLA) del banco di prova.