Anghileri Marco - Politecnico di Milano, Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale
Castelletti Luigi-M - Politecnico di Milano, Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale
Francesconi Edoardo - Politecnico di Milano, Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale |
L’impatto su acqua di velivoli in condizioni di emergenza è una problematica rilevante ed attuale per la sicurezza del trasporto aereo.
Negli ultimi anni sono stati compiuti numerosi progressi nel campo della sicurezza passiva legati principalmente ad impatti su suolo rigido. Tuttavia, a causa della diversa distribuzione dei carichi sulla struttura causata dall’interazione fluido-struttura, le soluzioni adottate per garantire la sicurezza in seguito ad un impatto al suolo sono spesso inefficaci durante un impatto su acqua. Inoltre l’interazione fluido-struttura introduce un’ulteriore complicazione nel calcolo dei carichi agenti sulla struttura.
Presso il Laboratorio per la Sicurezza dei Trasporti (LaST) del Politecnico di Milano è in corso da anni un’intensa attività di ricerca (numerica e sperimentale) mirata all’approfondimento della conoscenza del fenomeno ed allo sviluppo di metodologie che aiutino nella progettazione di strutture sicure anche in riferimento a questo tipo di evento. Le prove sperimentali sono necessarie per lo sviluppo e la validazione di codici numerici che consentano di ridurre l’incidenza delle prove sperimentali in termini di tempi e costi all’interno di un progetto.
Viene qui riassunta l’attività svolta al LaST negli ultimi tre anni. Sono state eseguite prove sperimentali su corpi rigidi di diverse forme, su strutture deformabili rappresentative di sottopavimenti aeronautici e su simulacri di serbatoi installati nei sottopavimenti degli elicotteri. Durante le prove sono state misurate accelerazioni, deformazioni e pressioni d’impatto ed è stato studiato il comportamento delle strutture e dei materiali di uso aeronautico quali la lega leggera d’alluminio ed i materiali compositi.
Le prove sperimentali sono state quindi riprodotte numericamente usando LSTC/LS-DYNA.
Particolare cura è stata posta nella modellazione della regione fluida. Sono stati adottati differenti approcci: ad elementi finiti (Lagrangiano, Euleriano/ALE) e meshless (SPH), con l’obiettivo di individuare la formulazione più appropriata per la descrizione del fenomeno. Storicamente l’approccio meshless è stato introdotto per superare le limitazioni della formulazione Lagrangiana ad elementi finiti nel trattare le elevate deformazioni e per ovviare agli svantaggi dell’approccio Euleriano/ALE. L’applicazione del metodo SPH a problemi di interazione fluido-struttura è promettente ma non ancora consolidata e durante la ricerca ne è stata valutata l’applicabilità.
I risultati numerici e i dati acquisiti durante le prove sperimentali sono stati confrontati fra loro. La correlazione ottenuta in termini di descrizione della dinamica d’impatto e di accordo con le misure sperimentali è stata valutata in relazione anche all’approccio adottato. Vantaggi e svantaggi dei diversi approcci sono qui descritti e sono inoltre tracciate le linee guida per lo sviluppo di nuovi modelli. |
