Ottimizzazione di un sistema di assorbimento di energia per un sedile ad uso elicotteristico

Nella trattazione che segue verrà esposto il lavoro svolto nell’ambito del tirocinio curriculare presso il reparto R&D dell’azienda Mecaer Aviation Group (MAG). L’azienda nata nel 1995 come spin-off da Agusta nella sede di Borgomanero (NO) e della sede di Monteprandone (AP), già Breda Nardi, si occupa di progettazione e costruzione di equipaggiamenti tecnologici primari (sistemi di atterraggio, sistemi di controllo di volo, sistemi di attuazione idraulica, meccanica, elettroidraulica ed elettromeccanica) e di sistemi tecnologico-funzionali di cabina (allestimento, infotainment, riduzione del rumore e delle vibrazioni) il tutto destinato a velivoli ad ala rotante e ad aerei di medio-piccole dimensioni . L’attività è stata svolta nella sua interezza all’interno dello stabilimento di Monteprandone, sede adibita alle fasi di progettazione e produzione degli interni di cabina e dei servizi post-vendita quali revisione e manutenzione di elicotteri già operativi. Il know-how dell’azienda si estende a tutti gli elementi chiave del design degli interni di una cabina: comfort ed ergonomia, qualità e dettagli, sistemi di intrattenimento e controllo acustico. Nella tesi si parlerà delle attività svolte al fine di ottimizzare, validare e brevettare una soluzione innovativa da installare al disotto di un sedile ad uso elicotteristico con lo scopo di assorbire l’energia cinetica che si sviluppa in caso di urto verticale. La realizzazione del progetto è finalizzata alla riduzione del peso del velivolo che porterebbe quindi, una riduzione dei consumi e di conseguenza una maggior autonomia e capacità di carico. L’utilizzo di una geometria più semplice per quanto riguarda il sistema di assorbimento lascerebbe spazio a forme delle sedute più complesse ed ergonomiche. Oltre ai vantaggi sopra elencati, l’azienda sarebbe in grado di acquistare meno pezzi dai fornitori e, in particolare, di immettere in un mercato quasi monopolistico una soluzione molto differente e più vantaggiosa di quelle attualmente in commercio. Il primo capitolo della trattazione servirà per fornire una veloce spiegazione teorica di tutti i principali argomenti che verranno trattati si procederà successivamente con una completa caratterizzazione del comportamento dei materiali dove si riporteranno i risultati ottenuti attraverso test quasi-statici eseguiti tramite prove di trazione all’interno dei laboratori interni dell’azienda. In seguito, sì parlerà dei test svolti in università, in particolare dei test in campo dinamico con la Split Hopkinson Pressure Bar ma anche delle prove svolte a intermedie e basse velocità di deformazione. La conoscenza delle reali curve s−e del materiale, relative ad un ampio range di velocità di deformazione, permetterà di minimizzare la differenza che si crea nella simulazione agli elementi finiti rispetto al test sperimentale e quindi, di simulare fedelmente il fenomeno. Verrà successivamente effettuato un lavoro di ottimizzazione delle formulazioni utilizzate; verrà introdotta in particolare una formulazione che simula in modo più fedele il comportamento dell’assorbitore. Una volta che la simulazione è stata ottimizzata e si dispone delle reali curve del materiale si potrà procedere alla ricerca della geometria finale dove sarà necessario tener conto oltre che ai risultati di decelerazione obiettivo anche della fattibilità di produzione, i costi di processo, la quantità di materiale utilizzato e il peso del componente.