Aerei senza pilota più sicuri grazie al monitoraggio smart studiato dal PoliMi

Arriva da un progetto internazionale, di cui il Politecnico di Milano è capofila, un’innovazione che potrebbe dare una spinta importante all’uso di aerei a pilota automatico.

L’utilizzo di velivoli senza pilota è una delle principali sfide degli ultimi decenni nel settore aerospaziale, con un numero crescente di applicazioni in ambito militare e civile. Per garantire il funzionamento efficiente e sicuro di questi sistemi, lo sviluppo di un sistema affidabile di monitoraggio strutturale è un passaggio obbligato.

Capofila del progetto europeo SAMAS – SHM (Application to Remotely Piloted Aircraft Systems– Structural Health Monitoring), il Politecnico di Milano ha progettato, implementato e testato un sistema di monitoraggio strutturale real-time che consente di prevedere i carichi di volo e identificare in tempo reale impatti sull’aeromobile, per poter stimare immediatamente eventuali danni.

Aerei senza pilota: opportunità e criticità

I velivoli a pilotaggio remoto (RPAS – Remotely Piloted Aircraft Systems) sono utilizzati in operazioni di difesa in spazi aerei segregati, ma anche in missioni civili di sicurezza e di carattere scientifico.

In futuro l’utilizzo di questi sistemi si estenderà a diversi campi di applicazione, come l’agricoltura, e a spazi non segregati, aumentando così la necessità di piattaforme efficienti, affidabili ed economiche. L’assenza del pilota a bordo pone però alcune sfide: l’impatto con uccelli o grandine, impatti ad alta velocità e incidenti durante le fasi di rullaggio o di atterraggio sono condizioni che generalmente vengono valutate dall’equipaggio e che in un velivolo autonomo devono essere identificate attraverso un sistema di rilevamento intelligente.

Il contesto

Il progetto SAMAS - SHM (2017-2020) è un progetto triennale dell’Agenzia Europea per la Difesa incentrato sulla diagnosi e la prognosi di strutture in materiale composito, soggette a carichi di volo e sovraccarichi dovuti a impatti a bassa o alta velocità. Il Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano è coordinatore del progetto per la sua consolidata esperienza nella ricerca sul monitoraggio strutturale e sulla previsione di danni da impatto balistico. Il consorzio SAMAS comprende anche l’azienda italiana Leonardo S.p.A. e due enti polacchi, il centro di ricerca Air Force Institute of Technology e il centro di manutenzione aeronautica Military Air Works 1.

“Il progetto, iniziato nel 2017, si poneva due obiettivi principali - spiega il responsabile scientifico Marco Giglio, Professore Ordinario di Progettazione Meccanica e Costruzione di Macchine del Politecnico -. Primo, la realizzazione di un sistema di monitoraggio del carico, composto da nodi di sensori reali e virtuali, capace di combinare in un quadro statistico unico e coerente le conoscenze da simulazione numerica della struttura e i dati acquisiti on-line a bordo velivolo. Secondo, lo sviluppo di un sistema di monitoraggio degli impatti in grado di rilevare eventuali urti, localizzarli e quantificarne la forza per poter stimare l’insorgenza di danni su un componente dell’aeromobile”.

I risultati

Il sistema di monitoraggio sviluppato e implementato riesce a rispondere a entrambe le esigenze, come dimostrato con i test eseguiti con due dimostratori tecnologici.