Studio prognostico su sistemi di controllo di volo per elicotteri: modellazione e analisi diagnostica di componenti idraulici del "Power Control Module (PCM)" = Prognostic Health Management on helicopters' flight control systems: modeling and fault detection analysis of power control module's hydraulic components

Nelle applicazioni attuali per velivoli ad ala mobile, viene utilizzata, per questioni di sicurezza e miglior affidabilità, un’unità centralizzata per gestire il fluido in pressione che alimenta i controlli di volo. Tale unità prende il nome di “Power Control Module (PCM)” ed è costituita da un unico corpo che integra diversi dispositivi per la gestione del fluido di potenza. Più nello specifico, i comandi di volo a valle di tale sistema richiedono, a fronte di quella che è la condizione di volo stabilita pilota, delle portate ad una data pressione. Poiché tale fluido agisce all’interno dei cilindri che regolano la posizione dello swashplate principale, che determina l’angolo di incidenza delle pale del rotore centrale, e dello swashplate di coda (regola l’angolo di incidenza del rotore di coda), sarebbe opportuno che tali componenti lavorassero a pressione pressoché costante e con un fluido che sia il più possibile privo di contaminanti di qualunque specie. Nella presente trattazione, con lo scopo di studiare in ambito prognostico la molla del serbatoio pressurizzato, verranno condotti studi teorici, analisi e sviluppati diversi modelli. Verrà inizialmente proposto un modello matematico dinamico dell'intera architettura del PCM: ogni componente verrà studiato singolarmente per poi essere integrato nel sistema completo. In seguito, verrà condotto uno studio sulle possibili modalità di guasto della molla, ed in base alla teoria sulla meccanica della frattura lineare elastica verrà integrato un modello di propagazione della cricca per creare una storia temporale di accrescimento del difetto. Su una base consistente di simulazioni verranno analizzati i dati ottenuti da potenziali sensori (già presenti o installabili) e stabilite le cosiddette feature o parametri di controllo aventi la proprietà di indicare lo stato di salute del componente in oggetto. Su questa base di dati costruita mediante simulazioni verranno successivamente applicati algoritmi di fault detection e successivamente di PHM.