Analisi F.E.M. dell’elica di un drone per applicazioni spaziali = Finite Element Method Analysis of a drone propeller for space applications

Questo elaborato si propone di fornire una previsione delle sollecitazioni strutturali di un’elica di un drone per applicazioni spaziali, nello specifico è stato utilizzato il metodo elementi finiti per effettuare un’analisi modale e un’analisi lineare. Nell'elaborato si descrive, in prima battuta, i primi modelli e prototipi di droni per esplorazione spaziale, partendo dai progetti universitari in collaborazione con aziende ed enti spaziali, fino ad arrivare al progetto finale del drone Ingenuity della NASA. Successivamente si è visto come l'atmosfera di Marte influenzi l'aspetto puramente aerodinamico dell’elica e come questo a sua volta abbia delle ripercussioni sulla controparte strutturale. È stata illustrata una panoramica dei profili alari operativi a basso numero di Reynolds che meglio possano soddisfare le dure condizioni dell’atmosfera marziana e quali di questi risultino essere ottimizzati per le condizioni di volo. Le analisi sono state eseguite attraverso l'utilizzo del software Altair Hyperworks e per questo motivo è stato ritenuto opportuno descrivere in maniera dettagliata gli elementi principali che compongono tale software, quali fattori influenzino la creazione delle diverse mesh generate e il procedimento utilizzato per la creazione di quest’ultime e per effettuare l’analisi agli elementi finiti. È stato descritto inoltre il processo di correzione e ottimizzazione delle mesh 2D e 3D che caratterizzavano il modello, indicando anche in questo caso gli elementi e i criteri che influenzano il processo. Queste simulazioni, effettuate con un grado di accuratezza sempre più elevato, hanno permesso di visualizzare graficamente e a livello di risultati numerici ciò che emergeva dall'analisi teorica effettuata sui profili alari.