Ricerca ed analisi di soluzioni per lo sviluppo di un attuatore elettromeccanico jam-tolerant per comandi di volo primari = Methodology for designing a jam-tolerant electromechanical actuator for primary flight controls

Il lavoro si propone di mettere a punto l'architettura di un attuatore elettromeccanico. Tale attuatore andrà ad essere equipaggiato su velivoli elettrici di dimensioni medio-piccole ed in particolare andrà a movimentare le superfici mobili primarie degli stessi. Per tale motivo, l'attuatore dovrà garantire delle caratteristiche di estrema affidabilità ed una spiccata tolleranza al guasto. Inizialmente si va ad introdurre il problema principale nella progettazione di un attuatore elettromeccanico, ovvero il jamming (grippaggio dell'attuatore). Di conseguenza, si vanno a delineare i requisiti che la risoluzione del problema del jamming porta con sè. Lo studio parte da una approfondita analisi della letteratura relativa al campo di interesse. Per ogni brevetto ed articolo analizzato si vanno a delineare dei pro e dei contro rispetto all'obiettivo posto. Dall'analisi della letteratura si giunge alla definizione dell'architettura dell'attuatore elettromeccanico. Si vanno a delineare i vari step che permettono di giungere al design finale. Per ogni step si va a proporre uno schema a blocchi che permette di comprendere la logica del meccanismo ed una analisi delle relative caratteristiche. Nella valutazione delle caratteristiche delle architetture si vanno a trattare dei punti che permettano di ottenere una soluzione fattibile non solo dal punto di vista teorico, ma anche con reale riscontro pratico. Dopo vari step di sviluppo si giunge ad una architettura che va a rispettare tutti i requisiti posti le cui principali caratteristiche sono: due rami di attuazione posti in parallelo, con degli estensimetri posti sulle strutture che trasmettono il moto. Tali estensimetri permettono di rilevare rapidamente una differenza di voltaggio, legato ad una differenza di forza trasmessa e di conseguenza, con un ritardo minimo, di andare ad azionare dei meccanismi di sblocco posti sul ramo di attuazione guasto. Tale meccanismo di sblocco, attraverso una rotazione di una parte della struttura, permette di svincolare la struttura funzionante dal guasto e di conseguenza permette la movimentazione della superficie mobile grazie al ramo di attuazione ancora funzionante. Infine si passa alla fase di analisi dell'architettura progettata. Si parte da una modellazione 3D, che permette di approfondire le parti dell'attuatore che risultano più complesse e delicate nello sviluppo. La modellazione permette anche di visualizzare, verificare e validare il funzionamento dell'architettura. Successivamente si passa ad un dimensionamento a grandi linee del meccanismo di sblocco dell'attuatore guasto. Infine si propone un modello Simulink che permetta di modellizzare il funzionamento del meccanismo progettato e quindi testarne, in sviluppi futuri, le caratteristiche dinamiche.