Capitolo 4
Analisi dei Dati Registrati
4.1 – Introduzione
Nel presente capitolo verrà analizzata la coerenza e la bontà dell’output degli FBG con un volo tipo legato alla sperimentazione delle pale R/P con baricentro arretrato.
La missione è costituita da due fasi come di seguito descritte:
accensione, volo su campo a Cascina Costa, hovering, volo livellato, qualche virata di max 40° di bank ed atterraggio, standby senza spegnimento dei motori e nuovo volo analogo al precedente.
Si evidenzieranno problemi, difetti ed eventuali migliorie da apportare al sistema.
Nel post-processing sono stati plottati i seguenti risultati:
1) La variazione della lunghezza d’onda degli FBG nel dominio del tempo, 2) La deformazione risultante nel dominio del tempo e
3) L’ampiezza della deformazione nel dominio delle frequenze.
4.2 – Analisi dei Dati di Volo
Iniziamo, innanzitutto, con l’analizzare i voli effettuati, plottando le variazioni di Quota (Fig.4.1), Angolo di virata (Fig.4.2), Velocità (Fig.4.3).
Figura 4.1 – Altitudine.
Figura 4.2 – Angolo di Virata.
Figura 4.3 – Velocità.
Dalla variazione di quota, angolo di virata e velocità si evince, come già accennato, che entrambi i voli sono stati costituiti da una fase di hovering, seppur più marcata durante il primo volo, una salita in quota, le virate necessarie per riportarsi sull’elisuperficie con un angolo massimo di bank di 40° e un atterraggio. Si noti, inoltre, che i motori non sono stati spenti tra il primo ed il secondo volo.
4.3 – Analisi Dati dei Sensori
Ad una prima analisi, semplicemente osservando il grafico plottato dai dati registrati dai sensori OS1 e OS11 (Fig.4.4) in termini di deformazioni (µε) nel dominio del tempo, si osserva che le strutture in esame reagiscono ai due voli esattamente nella stessa maniera.
Nella Fig.4.4, sono stati riportati i dati del volo (quota, velocità e angolo di virata) sull’asse Y=0, il che significa che la quota, che all’inizio della registrazione era di 961 FT , va letta punto per punto incrementandola di tale quantità. Questi stessi dati sono stati traslati lungo l’asse delle ascisse della quantità necessaria a sincronizzare l’inizio della registrazione dei sensori, che è ancora manuale, con l’inizio della registrazione dei dati di volo che è già implementata e automatizzata nel prototipo.
L’attività svolta per il presente lavoro di tesi è stata inserita nell’attività di
sperimentazione delle nuove pale R/P con baricentro arretrato, è stato quindi
molto difficile riuscire a “sincronizzare” pilota/sperimentatore/operatore i quali si
sono trovati ad accendere contemporaneamente sistemi diversi. In questo
contesto, non essendo stati annotati i tempi esatti dell’accensione manuale del
sistema di registrazione degli FBG e della messa in moto dell’A/M, la traslazione
dei grafici è stata effettuata semplicemente comparando i plottaggi del volo
rispetto a quelli degli FBG, in particolare di OS11, posizionato sul pannello della trave di coda, e di OS1, uno dei sensori sul frame interno al vano bagagliaio.
L'angolo di virata risulta essere il parametro meno influenzato dalle condizioni atmosferiche e pertanto è stato quello più utilizzato per il riconoscimento delle varie fasi di volo.
Come si evince dai plottaggi della quota e della velocità, invece, variazioni relative alle condizioni atmosferiche esterne, (es. raffiche), possono far variare la lettura derivante dalle prese statiche e dinamiche (pitot) dell’A/M falsando il riconoscimento di effettiva messa in moto dell’A/M stesso.
Nella Fig. 4.4 si riconoscono agevolmente le seguenti fasi di volo:
1) 400÷600 s – messa in moto 2) 600÷800 s – hovering
3) 800÷1000 s – salita e manovre in quota
4) 1000÷1200 s – riavvicinamento, discesa e atterraggio
L’andamento delle deformazioni rilevate da sensori OS1 e OS11 risulta perfettamente coerente con l’andamento della missione.
Si evidenziano variazioni significative registrate dagli FBG esattamente ai 900s dove viene raggiunta la quota massima di circa 2000 FT , l’A/M rallenta e comincia l’avvicinamento e la discesa verso l’elisuperficie per l’atterraggio.
La bontà della sincronizzazione manuale effettuata in Fig.4.4 si evidenzia anche nel secondo volo (Fig.4.5) in cui si rileva, nuovamente, la perfetta coincidenza dei picchi sopra descritti e si evidenzia la similitudine delle missioni e dei dati registrati dagli FBG.
In Fig. 4.6 si riporta l’intero tracciato da 0 s a 3400 s .
Figura 4.4 – Allineamento delle letture degli FBG e del volato (1° Volo).
Figura 4.5 – Allineamento delle letture degli FBG e del volato (2° volo).
Figura 4.6 – Plot completo delle missioni prova.
Onde evitare l’incertezza derivante dal fatto che non si conoscono i tempi effettivi di sincronizzazione, si può pensare, in uno studio successivo, di sincronizzare l’inizio e il termine della registrazione in due diverse maniere:
1) Avviare tutte le fasi di registrazione al momento stesso della messa in moto qualora interessi anche lo studio della fase di raggiungimento del “Ground Idle” (70% RPM)
2) Oppure avviare le fasi di registrazione nel momento in cui il microswitch posizionato sulla gamba sinistra del MLG (“Main Landing Gear”) rilevi il distacco dal suolo e terminare nel momento in cui venga rilevata la posizione On Ground.
Si eviteranno, così, le incertezze rilevatesi in questa prima fase di sperimentazione sull’individuazione precisa delle fasi di missione.
Osservando la Fig.4.6, inoltre, si può notare la presenza di una componente statica ascendente che tende lentamente a rientrare solo dopo l’atterraggio del velivolo.
A riguardo, sono state fatte varie ipotesi tutte da verificare in sperimentazioni successive.
In primo luogo andrà ripristinata la compensazione della temperatura. In questa fase, dopo la perdita del sensore compensatore di temperatura, si è ricorsi ai valori registrati dai Pt100 posizionati vicino alle zone di interesse e di cui si riporta un grafico in Fig.4.7.
Figura 4.7 – Valori rilevati dai PT100.
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Tempo (s)
Temperatura (°C)
pos6 pos7 pos8 pos9