Dimensionamento e definizione delle leggi di controllo di un attuatore elettro-idrostatico per il controllo del passo del rotore di coda di un elicottero = Sizing and definition of the control laws of an electro-hydrostatic actuator for tail rotor pitch control of a helicopter

L’ obbiettivo che ci si è posti, nello studio che si andrà di seguito a illustrare, è stato quello di individuare un sistema alternativo per il controllo del passo del rotore di coda di un elicottero. Attualmente infatti la variazione del passo del rotore di coda, per la quasi totalità dei velivoli sul mercato, è eseguita attraverso un classico attuatore idromeccanico, una tecnologia ampiamente utilizzata e diffusa che ha raggiunto ormai un punto di maturazione avanzato. La tendenza più recente però è quella di integrare sistemi elettronici di aumento del controllo della stabilità (SCAS-Stability Control Augmentation System) nel sistema di attuazione. Al fine di realizzare ciò la tecnologia idro-meccanica è stata affiancata, o talvolta completamente sostituita, da quella elettro-idraulica. I sistemi EHSA inoltre, costituiscono un primo passo verso un approccio MEA-More Electric Aircraft della trasmissione del comando. Questo orientamento, dati gli innumerevoli benefici che comporta, è considerato la strada maestra per la nuova generazione di vettori aeronautici. All’ interno del quadro definito da tale criterio costruttivo si inserisce la scelta di considerare un attuatore elettro-idrostatico come possibile alternativa ai sistemi tradizionali di variazione del passo dell’ elica di coda. Nei primi capitoli di questo lavoro si andrà a descrivere il contesto entro cui l’ attuatore per la variazione del passo dell’ elica di coda opera, ricorrendo ad alcuni fondamentali concetti di meccanica del volo. Successivamente si fornirà una panoramica sulle attuali tecnologie disponibili per l’ attuazione analizzandone punti di forza e di debolezza. Dopodiché si procederà al dimensionamento del sistema sulla base delle specifiche richieste proporzionando le caratteristiche di ogni componente e avendo cura di garantire un’ integrazione ottimale con gli altri elementi. Nei capitoli centrali si procederà all’ analisi delle prestazioni dinamiche del sistema: Verrà inizialmente costruito un modello linearizzato dell’ attuatore per un settaggio di massima dei guadagni dei diversi anelli di regolazione e per ottenere un indicazione sui margini di stabilità del sistema. In un secondo momento si implementerà un modello non lineare ad alta fedeltà dell’ EHA in ambiente Matlab-Simulink©. In questo modo si potrà procedere ad uno studio dettagliato delle performance del sistema e della sua risposta in frequenza che permetterà di effettuare una regolazione maggiormente raffinata dei guadagni dei controllori. In conclusione di questa tesi si presenterà un bilancio sui vantaggi apportati dalla soluzione proposta nel lavoro svolto e sulle carenze da colmare, o possibili miglioramenti da sviluppare sistema alternativo di controllo del passo del rotore di coda di un elicottero ed analisi della risposta ad eventuali guasti.