Ottimizzazione multidisciplinare di un velivolo fighter nella fase di progetto preliminare = Multidisciplinary optimization of a fighter aircraft in the preliminary design phase

L'obiettivo di questa tesi è la costruzione di un processo automatizzato di ottimizzazione multidisciplinare (MDO) per il progetto preliminare di un velivolo fighter, che sia in grado di rispondere in modo efficace alle esigenze di compromesso tra le discipline che concorrono allo sviluppo del velivolo. Oltre alle classiche discipline che contribuiscono allo sviluppo di un qualsiasi progetto di un velivolo (aerodinamica, pesi, meccanica del volo, strutture, avionica, sistemi), un fighter moderno è soggetto a requisiti di bassa osservabilità radar e termica che ne condizionano lo sviluppo fin dalle prime fasi e possono essere veri e propri driver per lo sviluppo della configurazione. Per un velivolo di questa categoria, quindi, un processo MDO risulta fondamentale. Un primo workflow, a bassa fedeltà, è stato implementato per esplorare uno spazio di design ampio nel modo più rapido possibile permettendo di identificare configurazioni di ottimo tra le quali scegliere un punto di progetto per lo sviluppo di un primo disegno. Ottenuto un modello geometrico, un workflow di simulazione ad alta fedeltà esplora lo spazio delle soluzioni intorno al punto di progetto tramite un DOE (Design Of Experiments), per validare e affinare l’ottimo precedentemente individuato, sfruttando la maggiore accuratezza delle simulazioni ad alta fedeltà (CFD, FEM strutturale, simulazioni EM). Per realizzare questi workflow è stato utilizzato il software di ottimizzazione modeFRONTIER, integrato in ambiente VOLTA - un tool di Simulation Process And Data Management (SPDM) - che consente, tramite un server, di collegare utenti e risorse hardware coinvolte nei workflow, gestendo accessi e permessi all’ambiente di lavoro e garantendo così una migliore collaborazione tra le persone, la tracciabilità dei dati e la gestione delle risorse hardware a disposizione. Il lavoro svolto ha portato alla creazione di workflow di ottimizzazione multidisciplinare flessibili e riutilizzabili anche per configurazioni di velivoli di diversa categoria. Queste strutture consentono di integrare tool aziendali e strumenti commerciali in un contesto di progetto preliminare, estendibile anche agli specialisti di settore, migliorando così l’efficienza dell’intero processo di progettazione.