Fusoliere più leggere potrebbero abbattere i costi dell’aviazione
Migliorare l’efficienza di fabbricazione e abbattere i costi, garantendo al contempo la sicurezza degli aeromobili sono sfide importanti nel settore aeronautico. Un modo per superare questi ostacoli è quello di usare strutture più leggere e altamente integrate per la fusoliera – la parte principale degli aeromobili che contiene i passeggeri, l’equipaggio e il carico. Il progetto POLARBEAR (Production and Analysis Evolution for Lattice Related Barrel Elements Under Operations with Advanced Robustness), finanziato dall’UE, si è concentrato sullo sviluppo di strutture di fusoliera leggere ed economiche per gli aerei civili. Gli scienziati impegnati nel progetto intendevano migliorare la fabbricazione della tecnologia geodetica – le strutture in lattice che assumono la forma a fusoliera degli aeromobili. Esse vengono costruite con materiali compositi di ultima generazione che sono leggeri ma anche molto resistenti, come ad esempio i polimeri rinforzati con fibre di carbonio. L’obiettivo era di sviluppare processi altamente automatizzati per la fabbricazione delle fusoliere, i quali aiuteranno a ridurre i costi di produzione aumentando l’efficienza dei processi di fabbricazione. “Il principale risultato del progetto POLARBEAR è che abbiamo contribuito ad innalzare il livello di maturità tecnologica delle ultime strutture di fusoliera geodetiche,” spiega Christian Huehne, coordinatore del progetto POLARBEAR. Collaborando con scienziati Russi, gli scienziati dell’UE hanno sviluppato un processo che automatizza la formazione e il posizionamento dei materiali compositi utilizzati nella fusoliera degli aeromobili. Il processo prevede l’utilizzo di incavi in uno stampo. I progressi ottenuti dal progetto aprono la strada a un possibile processo di fabbricazione unico per la struttura della fusoliera. “Questo in definitiva eliminerebbe il bisogno di sezioni di cellule nella linea d’assemblaggio più costose, riducendo in modo significativo i tempi e i costi di produzione,” aggiunge Huehne. Inoltre, gli algoritmi di dimensionamento creati dal progetto sono ora pronti per l’uso e per il mercato, e un partner del progetto li sta introducendo nel suo software di elemento finito. Per tutta la durata del progetto gli scienziati hanno studiato modi per aumentare l’affidabilità e la sicurezza delle strutture di fusoliera geodetiche in condizioni di carico operative. Hanno studiato come la struttura si comporterebbe in condizioni di carico e il suo livello di tolleranza al danno generale dopo l’impatto. Inoltre, hanno esaminato i diversi processi di riparazione a cui potrebbe essere sottoposta una struttura danneggiata. Huehne fa notare che gli algoritmi di dimensionamento creati dagli scienziati del progetto possono essere utilizzati anche in altre applicazioni, ad esempio nel settore dell’energia eolica. Il progetto completa il lavoro di un altro progetto dell’UE – ALASCA – che ha studiato il comportamento strutturale globale delle strutture geodetiche composite. In generale, POLARBEAR si proponeva di analizzare le strutture a livello locale, migliorandone la resistenza – e quindi la sicurezza – e la prontezza alla diffusione.
Parole chiave
Aeromobile POLARBEAR, fusoliera, linee aeree, fabbricazione, geodetica