Elenco delle figure

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Elenco delle figure

Figura 1.1: Immagine del velivolo M346: nuovo addestratore avanzato

prodotto da Alenia Aermacchi………... Pag. 2

Figura 1.2: Immagine degli ugelli di scarico dei due motori turbofan

Honeywell F 124-GA-200 dell'M346……….. Pag. 3

Figura 1.3: Schema semplificato del sistema di controllo dei comandi di

volo Fly-By-Wire………. Pag. 5

Figura 1.4: Descrizione schematica del FCS del velivolo M346………... Pag. 8

Figura 1.5: Diagramma di processo dei comandi del pilota all'interno

dell'FCC……… Pag. 10

Figura 1.6: Controllo in ciclo chiuso effettuato dall’AIM sulla posizione dello stelo dell’attuatore e sulla posizione dello spool di

valvola……….. Pag. 11

Figura 2.1: Superfici di controllo oggetto di studio……… Pag. 12

Figura 2.2: Struttura interna del LFM……… Pag. 13

Figura 2.3: Schema del sistema di gestione delle modalità operative…. Pag. 14

Figura 2.4: Vista laterale dell'attuatore per la movimentazione di

alettone e/o rudder……… Pag. 16

Figura 2.5: Cinematismo a braccio oscillante………. Pag. 16

Figura 2.6: Angoli caratteristici del cinematismo a braccio oscillante…... Pag. 17

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Figura 2.8: Variazione del braccio di leva in funzione della corsa del

pistone, al variare di λ*……… Pag. 19

Figura 3.1: Schema semplificato dello scambio di portata fra DDV e

martinetto………. Pag. 21

Figura 3.2: Tipico andamento del coefficiente di trafilamento adimensionalizzato in funzione del numero di Reynolds, per

un orifizio………. Pag. 23

Figura 3.3: Approssimazione asintotica del coefficiente di trafilamento

adimensionalizzato………... Pag. 24

Figura 3.4: Definizione del ricoprimento negativo u e del gioco Cr dello

spool della servovalvola………... Pag. 24

Figura 3.5: Coefficienti Ka e Kb in funzione della posizione di spool, in

condizioni di flusso turbolento………. Pag. 26

Figura 3.6: Schematizzazione della flessibilità delle strutture cui

l'attuatore è vincolato………... Pag. 32

Figura 3.7: Modellizzazione dei giochi nelle cerniere di collegamento…. Pag. 35

Figura 3.8: Modellazione dei giochi: schema esemplificativo…………... Pag. 35

Figura 3.9: Rappresentazione delle guarnizione presenti nell'attuatore…. Pag. 39

Figura 3.10: Andamento semplificato qualitativo della curva di Stribeck... Pag. 41

Figura 3.11: Schema esplicativo del fenomeno dello stick-slip………… Pag. 41

Figura 3.12: Andamento dell'attrito fra il pistone e la cassa in funzione

della velocità relativa (Caso: Modello attrito di Coulomb)….. Pag. 43

Figura 3.13_{: Andamento della forza d'attrito fra la cassa ed il pistone in}

funzione della velocità relativa (Caso: Modello attrito di

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Figura 3.14_{: Variazione del coefficiente di Darcy in funzione del Re…….} _{Pag. 46}

Figura 3.15: Collegamento fra corpo valvola ed attuatore dell'alettone

sinistro del velivolo M346……… Pag. 47

Figura 3.16: Coefficiente di resistenza dovuto alla curvatura dei condotti (da J.J. Taborek, "Foundamentals of line flow", Machine

Design, 16 aprile, 1959)……… Pag. 48

Figura 3.17: Trafilamento di portata fra le camere dell'attuatore e verso

l'esterno……… Pag. 49

Figura 3.18: Dispersione e distorsione delle linee di flusso magnetico nel

LFM……….. Pag. 52

Figura 3.19: Chiusura del loop di controllo sulla posizione dello spool

della DDV……… Pag. 53

Figura 3.20: Sistema LTI avente funzione di trasferimento G(s)…………. Pag. 54

Figura 3.21: Esempio di luogo delle radici di una FdT del terzo ordine in ciclo aperto usata per la caratterizzazione dinamica di una

servovalvola elettro-idraulica………... Pag. 56

Figura 3.22: Luogo delle radici della GCA ottenuta secondo la procedura

descritta……… Pag. 57

Figura 3.23: Confronto fra la risposta in frequenza in ciclo aperto dedotta dai dati sperimentali e la risposta in frequenza della GCA

approssimata con una FdT del secondo ordine……… Pag. 58

Figura 3.24: Confronto fra la risposta in frequenza sperimentale della

DDV in ciclo chiuso e la risposta in frequenza della GCC…… Pag. 58

Figura 4.1: Schema Simulink d'alto livello del sistema di attuazione

implementato……… Pag. 59

Figura 4.2: Modello Symulink “Din_Att_R.mdl”, schema del controllore

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Figura 4.3: Modello Symulink “Din_Att_R.mdl”, schema del controllore

del pistone dell’attuatore……….. Pag. 62

Figura 4.4: Diagramma di Bode del Notch-Filter……… Pag. 62

Figura 4.5: Modello Symulink “Din_Att_R.mdl”, trasduttore LVDT

dello spool……… Pag. 63

Figura 4.6: Modello Symulink “Din_Att_R.mdl”, trasduttore LVDT

dell’attuatore………. Pag. 63

Figura 4.7: Modello Symulink “Din_Att_R.mdl”, esploso del blocco:

Dinamica tandem………….. Pag. 64

Figura 4.8: Modello Symulink “Din_Att_R.mdl”, contenuto del blocco:

Stadio asimmetrico (calcolo delle portate attraverso le luci di

trafilamento della DDV)………... Pag. 65

Stadio simmetrico (calcolo delle portate attraverso le luci di

trafilamento della DDV)……….. Pag. 65

Pressioni ……….. Pag. 66

Camera a1 (calcolo della pressione nella camera a1 del

martinetto; il calcolo è analogo per le altre camere)………… Pag. 66

Derivata volume camere (calcolo del volume delle camere

dell’attuatore)………... Pag. 67

Perdite di carico (calcolo delle cadute di pressione nei

condotti di collegamento fra la DDV e l’attuatore)………….. Pag. 67

Figura 5.1: Confronto fra la risposta in frequenza sperimentale relativa al S.N. 007, e la risposta in frequenza del modello sviluppato

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Figura 5.2: Confronto fra la risposta in frequenza sperimentale relativa al S.N. 008, e la risposta in frequenza del modello sviluppato

(dati sperimentali disponibili fino a 50 Hz)………. Pag. 76

Figura 5.3: Confronto fra la risposta in frequenza sperimentale relativa al S.N. 009, e la risposta in frequenza del modello

sviluppato………. Pag. 77

Figura 5.9: Dispersione dei dati sperimentali………. Pag. 83

Figura 5.10: Dispersione dei dati sperimentali nell’intorno della banda

passante……… Pag. 85

Figura 6.1: Valori di Cd usati per l’analisi di sensibilità………. Pag. 88

Figura 6.2: Sensibilità del modello sviluppato alle variazioni di Cd…… Pag. 89

Figura 6.3: Variazione del bulk modulus del fluido idraulico

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Figura 6.4: Variazione della rigidezza torsionale equivalente dell'attuatore al variare della temperatura operativa dell'olio,

valutata nella condizione di pistone centrato………... Pag. 91

Figura 6.5: Sensibilità del modello sviluppato alle variazioni di Keq……. Pag. 92

Figura 6.6: Sensibilità del modello alla variazione dei poli della FdT

della DDV……… Pag. 95

Figura 6.7: Sensibilità del modello alla variazione del guadagno statico

della FdT della DDV……….. Pag. 96

Figura A.1: Variazione della rigidezza dell'olio rispetto alla corsa del pistone (condizioni operative normali, β=970 Mpa, attuatore

del rudder)……… Pag. 104

Figura A.2: Variazione della rigidezza dell'olio rispetto alla corsa del pistone (condizioni operative normali, β =970 Mpa, attuatore

dell'alettone destro)……….. Pag. 105

Figura A.3: Variazione della rigidezza dell'olio rispetto alla corsa del pistone (condizioni operative normali, β =970 Mpa, attuatore

dell'alettone sinistro)……… Pag. 105