Studio sulle metodologie manutentive e di diagnostica adottate per il monitoraggio dell’impatto delle vibrazioni in ambito elicotteristico = Maintenance and diagnostic methodologies study adopted for vibration impact monitoring in helicopters field

Gli elicotteri sono macchine estremamente complesse e per loro stessa natura soggette ad un numero particolarmente elevato di vibrazioni aventi una gamma estremamente estesa di frequenze ed ampiezze, le quali, oltre ad influenzare in maniera negativa il comfort dei passeggeri e dell’equipaggio, ne limitano spesso l’impiego in aree urbane a causa delle elevate emissioni acustiche legate alle vibrazioni stesse. Com’è ovvio, tali vibrazioni, generano elevati livelli di stress che possono essere fonte di gravi problematiche legate alla safety poiché la struttura è sottoposta al fenomeno della fatica con conseguente possibile formazione e successiva propagazione di cricche. Per questo motivo, gli interventi ispettivi periodici si rivelano essere essenziali non solo per il monitoraggio strutturale della macchina, allo scopo di prevenire rotture improvvise potenzialmente catastrofiche, ma anche per evitare l’insorgere di inconvenienti e verificare il funzionamento ottimale di tutti i sottosistemi. In quest’ottica si sono ormai largamente diffusi gli apparati definiti con l’acronimo HUMS (Health and Usage Monitoring System), i quali sono sistemi di monitoraggio basati su sensori in grado di tenere continuamente sotto controllo i livelli di vibrazione, e di conseguenza l’usura, dei componenti da cui queste sono generate. In questo elaborato, partendo da un’esperienza di tirocinio trascorsa presso l’azienda Airgreen S.r.l., una delle maggiori realtà imprenditoriali italiane nel campo del trasporto elicotteristico, si esaminerà sia dal punto di vista teorico che da quello pratico il problema della propagazione delle cricche e dell’affaticamento dei materiali sottolineando come la manutenzione sia essenziale per garantire il corretto funzionamento e la sicurezza della macchina. La tesi si divide in più capitoli. La prima parte comprende una breve descrizione dell’azienda concentrandosi, in particolare, sulla manutenzione in ambito elicotteristico e sul lavoro dell’ufficio tecnico. Il secondo capitolo analizza in maniera approfondita il problema della propagazione delle cricche e il fenomeno della fatica dei materiali dovuta alla presenza di carichi variabili in maniera ciclica generati sia dalle operazioni di volo che dal funzionamento degli organi meccanici, il loro sommarsi porta ad uno spettro totalmente randomico. Il terzo capitolo tratta il tema delle vibrazioni in ambito elicotteristico, argomento molto discusso data la sua importanza, analizzando quelle che sono le frequenze delle vibrazioni tipiche a cui è soggetta la macchina e distinguendo quest’ultime in massiche e aerodinamiche. Il quarto capitolo prevede un’analisi più accurata dei già citati sistemi HUMS, descrivendone nel dettaglio, oltre al funzionamento e disposizione dei sensori, anche il modo in cui avvengono la registrazione e l’elaborazione dei dati acquisiti. Il quinto capitolo illustra le differenti tipologie di rotori con le relative caratteristiche descrivendo i diversi aspetti degli interventi manutentivi di tracking e bilanciamento. Dai primi metodi empirici, quali l’asta bandiera e le carte polari si passerà a metodi più moderni e sofisticati. A conclusione di questo elaborato verranno riportate le procedure più avanzate oggi adottate per il tracking ed il bilanciamento dei rotori attraverso l’analisi dei dati ricavati in volo dai sistemi VHM ed HUMS con l’ausilio di programmi appositi come l’Heliwise.