Analisi e progetto di carrelli, lander e fasi di docking con metodi multibody = Analysis and design of landing gear, lander and docking phases with multibody methods

Questo lavoro di tesi si colloca all'interno della nuova frontiera dell’analisi multibody e, in particolare, si focalizza nel presentare e mostrare i vantaggi derivanti dall'utilizzare un approccio multibody. Lo studio della dinamica multibody è l’analisi di come i sistemi multibody, definiti come corpi connessi tra loro tramite giunti che ne limitano il relativo movimento, si muovono sotto l’influenza di specifiche forze. Il poter utilizzare un approccio di questo tipo è stato reso possibile grazie all'introduzione di opportuni software quali MSC Adams, utilizzato in questa attività di tesi, che permette in fase di progettazione di sostituire le prove sperimentali quindi ridurre il numero di prototipi fisici con la realizzazione di prototipi virtuali, facilmente modificabili, che permettono di migliorare la qualità del progetto e ridurre sia i tempi di realizzazione che, di conseguenza, il costo. Per fare ciò sono state studiate tre diverse applicazioni in ambito aerospaziale nel quale è possibile evidenziare l’efficacia dell’utilizzo di questi metodi. La prima parte riguarda lo studio di un carrello d’atterraggio aeronautico durante la fase di drop-test, andando ad analizzare quali parametri di progetto influiscono sulle prestazioni del componente e, una volta osservato il loro effetto, eseguire delle analisi di sensitività per ottimizzare questi valori con lo scopo finale di ottenere un valore del fattore di carico (n) il più basso possibile, ma comunque entro i limiti imposti dalle normative vigenti. La seconda parte della tesi, invece, si focalizza nello studio della stabilità di un lander durante la sua fase di discesa al suolo. In particolare, sono stati studiati diversi sistemi di controllo per permettere al veicolo spaziale di atterrare nella migliore condizione possibile, valutata sia in termini di forze che di consumo. Infine, la terza e ultima parte di questa tesi riguarda sia la progettazione di un sistema di docking sia lo studio del sistema di controllo per simulare l’efficacia di tale manovra. Per effettuare queste simulazioni, si è sfruttata la multi-disciplinarietà del software Adams attraverso il quale è stato possibile avviare delle co-simulazioni con il codice Matlab/Simulink. I risultati di questo lavoro di tesi hanno permesso di evidenziare la potenzialità e la versatilità dell’utilizzo di un software multibody e hanno lasciato alcuni spunti su questi argomenti per possibili sviluppi futuri.