6. Conclusioni e sviluppi futuri
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6 CONCLUSIONI E SVILUPPI FUTURI
L’attività svolta ha portato alla realizzazione di un banco prova per il motore Limabach L 275E specifico per velivoli UAV.
L’obbiettivo era quello di realizzare una macchina di prova che consentisse, oltre alla determinazione delle prestazioni del motore e dell’elica, anche la verifica delle parti strutturali, meccaniche, ed elettriche del velivolo su cui sarebbe stato posto in esercizio il motore.
In questa ottica si è deciso di costruire il banco con un architettura che consentisse di testare il motore montandolo direttamente sulla fusoliera. Molte delle configurazioni strutturali adottate come l’attacco del motore alla fusoliera, la struttura di attacco dei carrelli, nonché i carrelli stessi sono soluzioni definitive, cioè sono quelle che verranno adottate sul velivolo completo.
Anche l’adozione di un radiocomando per il pilotaggio dell’gas del motore e la progettazione del cinematismo di azionamento rispecchiano al volontà di scegliere soluzioni che possano essere valide anche quando il velivolo verrà portato in volo.
Sono stati scelti come strumenti di misura sei pendoli strumentati con estensimetri realizzati presso l’officina meccanica del D.I.A.. Tali strumenti sono stati disposti in modo da vincolare isostaticamente la fusoliera al banco. Particolare attenzione è stata dedicata alla progettazione degli attacchi dei pendoli che devono garantire una corretta distribuzione dei carichi in gioco.
Un ulteriore problema che si è presentato è stato quello della messa in sicurezza del banco riguardo un eventuale rottura dei pendoli. A tale scopo sono stati realizzati dei morsetti pneumatici che quando vengono chiusi sorreggono la struttura del gruppo motore-fusoliera non facendo gravare il peso sugli strumenti di misura.
I morsetti sono dotati inoltre di perni di sicurezza su cui si accoppiano con gioco gli attacchi ai carrelli. Ciò garantisce che il gruppo motore-fusoliera resti comunque vincolato al banco nell’eventualità che uno dei pendoli possa rompersi durante le prove dinamiche.
Si è dimostrata particolarmente critica la messa a punto e il montaggio dei morsetti in quanto un cattivo posizionamento della fusoliera potrebbe forzare gli attacchi contro i morsetti generando così degli attriti che invaliderebbero le misure effettuate dagli stumenti.
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Il banco è stato messo a punto effettuando delle calibrazioni sia sui singoli pendoli che sull’intera architettura del banco. Per la gestione delle calibrazioni sono stati realizzati degli appositi codici che effettuano l’acquisizione e l’elaborazione dati.
Per l’acquisizione dei dati è stata realizzata dai tecnici del laboratorio elettronico del D.I.A. una centralina di amplificazione analogica a otto canali con cui è stato possibile settare i guadagni dei segnali da acquisire.
Prima di effettuare le prove dinamiche è stato necessario predisporre una zona dove effettuare i test. Per questo scopo è stata scelta la passerella antistante l’officina del D.I.A. La zona in questione essendo all’esterno dell’edificio consente un ottimale evacuazione dei gas di scarico.
Attorno alla zona di prova è stata montata una rete eletrosaldata di protezione. Sono stati inoltre predisposti un interruttore per l’accensione a distanza e un pulsante per lo spegnimento d’emergenza del motore. Sono state inoltre montate delle soffianti che attraverso dei condotti immettono aria in prossimità dei due cilindri del motore.
Per ridurre, almeno parzialmente, il rumore generato dal motore sono stati montati due tubi di scarico in acciaio inox.
Per la gestione delle prove dinamiche è stato predisposto un software che permette l’acquisizione dei dati provenienti dagli strumenti. Il software consente di scegliere la frequenza di campionamento e il numero di punti da acquisire.
I test dinamici effettuati hanno consentito la determinazione dei valori medi di spinta fornita e di coppia assorbita dall’elica per diversi regimi di funzionamento del motore.
In futuro si prevede di usare il banco prova in maniera intensiva per testare le prestazioni di diverse tipologie di eliche. Sul banco potranno essere inoltre testati l’impianto elettrico e l’impianto combustibile del prototipo di UAV in studio presso il dipartimento. Altre applicazioni possono essere legate alla stima dei consumi del motore ai diversi regimi di funzionamento. Tuttavia per utilizzi di questo genere che prevedano un accensione prolungata del motore bisognerà cercare di abbassare ulteriormente il livello di rumore montando ad esempio dei silenziatori all’uscita dei tubi di scarico.
Ricapitolando, per le applicazioni future sarà necessario:
• provvedere a una migliore architettura per le tarature statiche che tenga conto delle eventuali variazioni dell’angolo di assetto del velivolo in modo da ottenere delle matrici di calibrazione più efficienti anche con carichi applicati superiori ai 20Kg
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• adottare un contagiri
• usare dei sistemi di filtraggio sui segnali provenienti dai dinamometri
• montare dei silenziatori sui tubi di scarico, soprattutto in caso di prove di lunga durata.
