Aeronautica: ecco STREAM, strutture intelligenti e funzionalizzate per il miglioramento delle prestazioni aerostrutturali
Ricerca e sviluppo per aerei più leggeri e sostenibili
Lo sviluppo di soluzioni tecnologiche avanzate per il miglioramento delle prestazioni e della sicurezza dei sistemi aeronautici permette la riduzione del peso del velivolo e quindi del consumo energetico, oltre ad abbattere la quantità delle emissioni. Ed è proprio quanto realizza il progetto STREAM (STRutturE intelligenti e funzionalizzAte per il Miglioramento delle prestazioni aerostrutturali) che sviluppa ed ottimizza in maniera integrata tecnologie e sistemi avanzati “smart”. Come?
Attraverso lo studio di soluzioni per la funzionalizzazione delle superfici aerodinamiche con applicazione di riblet, la definizione di soluzioni di structural health monitoring; e lo sviluppo di tecnologie idrofobiche e di de-icing. Il progetto del valore di 8,9 M€ (fondiPON 2014-2020) è stato sviluppato in 42 mesi con termine al 31 Dicembre 2024.
“Il continuo incremento del traffico aereo a livello globale, la limitata disponibilità di riserve petrolifere e la necessità di ridurre l’impatto ambientale nell’uso degli idrocarburi richiedono soluzioni tecnologiche innovative per garantire la sostenibilità economica e ambientale del trasporto aereo”, ha affermato Claudio Voto, ingegnere che opera per il DAC, Distretto Aerospaziale della Campania e responsabile del progetto.
“La sostenibilità passa anche attraverso la progettazione di velivoli sempre più efficienti, con conseguente aumento della vita di servizio e riduzione dei costi di trasformazione e manutenzione”.
Co-beneficiari del progetto sono il DAC, (capofila nei confronti del MUR), il Politecnico di Milano e l’Università di Trento. Soci attuatori del DAC sono il Consorzio Caltec (responsabile tecnico-scientifico del progetto),l’Università di Napoli Federico II, l’Università di Salerno, il CNR, l’ENEA e Tecnosistem.
STREAM affronta il problema nell’ottica generale di una riduzione dei costi di esercizio e di una maggiore sostenibilità economica ed ambientale, facendo progredire alcune delle soluzioni tecnologiche oggi disponibili, e muovendosi verso una loro integrazione in un’unica superficie aerodinamica funzionalizzata.
Per quanto riguarda la riduzione di resistenza di attrito, è noto da anni che superfici microstrutturate dotate di riblets (di ispirazione biomimetica a partire dall’epidermide di alcuni squali veloci), costituiscono una soluzione tecnologica efficace, che ad oggi non viene ancora impiegata soprattutto per motivi tecnologici legati a realizzabilità e durabilità della geometria della sezione le cui dimensioni sono molto ridotte rispetto alle dimensioni delle superfici su cui sono realizzate.
Altre due problematiche affrontate da STREAM sono quelle della formazione di ghiaccio sulle superfici aerodinamiche e del monitoraggio dell’integrità strutturale. La formazione del ghiaccio è una criticità che attiene alla sicurezza ma che ha effetti rilevanti sull’efficienza aerodinamica delle superfici. Le soluzioni per contrastare formazione e accrescimento di ghiaccio si basano su apparati e tecnologie che non sempre rappresentano la miglior soluzione in termini di peso, complessità e fabbisogno di energia e potenza. Soluzioni innovative sono, anche in questo caso, state proposte ma permangono ostacoli tecnici che ne impediscono l’impiego. Infine, il monitoraggio in continuo dell’integrità strutturale (SHM) costituisce una ulteriore opportunità per il miglioramento prestazionale, che va a incidere positivamente su pesi e costi di esercizio. Anche in questo caso esistono soluzioni tecnologiche innovative la cui applicazione richiede ulteriore sviluppo. Grazie ad un partenariato particolarmente qualificato, STREAM aspira a migliorare le soluzioni esistenti e a proporre soluzioni innovative per la rimozione dei cosiddetti key-hole nei campi sopra citati. In aggiunta, non senza ambizione, STREAM intende iniziare ad affrontare la problematica dell’integrazione fra i sistemi, una potenzialità da sfruttare per aumentare ulteriormente l’efficienza delle soluzioni tramite l’implementazione di opportune sinergie. Le soluzioni tecnologiche avanzate che ne risulterebbero consentirebbero al comparto aeronautico in Campania e in tutte le regioni obiettivo cui sono mirati i bandi PON-MUR di mantenere un vantaggio competitivo. Lo sviluppo di soluzioni tecnologiche “intelligenti” capaci di dotare le normali strutture e componenti (soprattutto quelle in carboresina) di “ingredienti tecnologici” avanzati che ne arricchiscano la funzionalità al di là della loro utilizzazione primaria, che vadano nella direzione di ridurre l’impatto ambientale, l’efficienza dei costi di gestione e manutenzione, costituirebbe un break-through che può portare l’industria aeronautica italiana e tutto il suo indotto a primeggiare nello scenario globale.