MECCATRONICA
approfondimenti
Gennaio/Febbraio 2014
■
Automazione e Strumentazione
52
L’ AUTORE
Questo articolo riporta in sintesi
l’abstract della tesi di laurea
premiata in occasione dell’evento
“Automazione: la figura profes-
sionale dell’Ingegnere”, orga-
nizzato da ANIPLA e dal Diparti-
mento di Ingegneria industriale e
dell’informazione e di economia
(DIIIE) dell’Università dell’Aquila.
L’articolo si basa sul lavoro di tesi
del candidato E. Della Loggia con
relatore Marco Tursini del DIIIE
dell’Università dell’Aquila.
Tutti i sistemi utilizzati in campo aeronautico devono soddisfare standard di sicurezza e
di affidabilità estremamente stringenti che non possono essere garantiti da sistemi elettrici
standard. Tali livelli possono essere raggiunti e superati da una nuova famiglia di sistemi
elettrici di tipo multifase “Fault-Tolerant” in grado di lavorare in condizioni di guasto
fornendo comunque le prestazioni nominali di progetto. Il lavoro svolto ha portato allo
sviluppo di un dimostratore per Flap aeronautici atto a validare la bontà di tali sistemi.
Motori elettrici multifase
per gli aerei del futuro
UN SISTEMA EMBEDDED PER LA SUPERVISIONE DI ATTUATORI AERONAUTICI
Negli ultimi anni si assiste alla sempre maggiore
introduzione di tecnologie elettriche nel set-
tore aeronautico, secondo una tendenza definita
dall’acronimo inglese MEA, vale a dire More
Electric Aircraft. Questo interesse investe in par-
ticolare gli attuatori di moto, settore in cui fino ad
oggi i produttori di velivoli preferiscono gli attua-
tori elettroidraulici per la loro maggiore affidabi-
lità, specie nelle applicazioni critiche per motivi
di sicurezza del volo.
Gli attuatori elettromeccanici standard non garan-
tiscono livelli di affidabilità tali da poter essere
utilizzati in applicazioni critiche (in cui la vita
umana potrebbe essere messa in pericolo in caso
di guasto). Ciononostante si guardano con inte-
resse gli attuatori elettrici perché consentono l’e-
liminazione dei circuiti idraulici con conseguente
significativa riduzione dei pesi e quindi dei con-
sumi, come anche dei costi di manutenzione. In
quest’ultimo caso si tende ad utilizzare i cosid-
detti “Safety critical systems”, sistemi studiati
appositamente per garantire elevati standard di
affidabilità compatibili con i livelli richiesti in
questo tipo di applicazioni.
Dalla collaborazione tra
UmbraCusci-
netti S.p.A
. e
DIIIE
(Dipartimento di
Ingegneria Industriale e dell’Informa-
zione e di Economia) è stato sviluppato
il
progetto “Flap-Actuator”
in cui si
inquadra il presente lavoro si tesi.
Descrizione del progetto
Il progetto punta alla realizzazione di
un
dimostratore tecnologico
atto a
verificare il funzionamento di un’in-
novativa famiglia di
attuatori elettro-
meccanici polifase
di tipo
Fault Tole-
rant
per la movimentazione di flap aeronautici.
Questi attuatori sono caratterizzati dalla capacità
di garantire le prestazioni nominali anche in
seguito al guasto di una o più fasi. Il lavoro di tesi
è focalizzato sullo sviluppo di un sistema embed-
ded dedicato alla supervisione della movimenta-
zione dei due attuatori e alla relativa diagnostica.
In particolare è stata sviluppata l’elettronica di
una
scheda multiprocessore ECU
(Electronic
Control Unit) ed il relativo
firmware di con-
trollo.
Il sistema ECU riceve da un PC host (nel dimo-
stratore indicato come PC-Banco) i parame-
tri di movimentazione, elabora la traiettoria di
posizionamento del pannello flap e la invia agli
inverter degli attuatori. Inoltre raccoglie per il
PC-Banco i dati di diagnostica relativi al moto.
La parte preponderante del sistema consiste nella
gestione Real-Time delle comunicazioni utiliz-
zate per il trasferimento dati tra i diversi dispo-
sitivi. Quest’ultime sono basate principalmente
su protocollo seriale ad alta velocità SPI (Serial
Pheripheral Interface), protocollo I2C (Inter Inte-
grated Circuit) e protocollo SCI (Serial Commu-
Figura 1 - Schema di principio del progetto “Flap-Actuator”
Emidio Della Loggia
