Modellazione aeroelastica e metodi matematici per lo studio di stabilità di rotori di elicottero in volo d’avanzamento

Introduzione La particolarit‘a che distingue, dal punto di vista operativo, l elicottero tra i velivoli ‘e,in massima parte, la capacit‘a di compiere manovre rapide e pronte, nonch«e quella di pot- er effettuare atti di moto irrealizzabili dagli altri. Si pensi ad esempio ad una rotazione attorno all asse di imbardata nel volo a punto sso, od alla possibilit‘a di invertire il sen- so di marcia, senza dover rivoluzionare l intero corpo. L aspetto negativo strettamente correlato a questa manovrabilit‘a ‘e la scarsa stabilit‘a dell elicottero, ovvero la sua scarsa attitudine al conservare, senza l intervento del pilota, le condizioni di marcia, in seguito ad una perturbazione. Dal punto di vista strutturale e funzionale, l elemento pi‘u caratteristico del velivolo ‘eil rotore principale, che genera e trasmette alla fusoliera la gran parte delle forze agenti sul mezzo; se a ci‘o uniamo anche che, a causa della forma allungata e sottile della pala e delle ingenti forze d inerzia a a cui ‘e sottoposta, essa subisce deformazioni assai impor- tanti, risulta chiaro che per uno studio della dinamica perturbativa dell intero elicottero, uno studio della stabilit‘a del rotore isolato sia di per s«egi‘a molto signi cativo. Lo scopo del presente studio ‘e proprio quello di creare un modello aeroelastico pertur- bativo della pala al ne di studiarne la stabilit‘a in varie condizioni di volo (e quindi di equilibrio) d avanzamento di vari elicotteri, nonch«e quello di comparare varie metodolo- gie matematiche per la risoluzione del sistema ottenuto. Risulta infatti che, data la complessit‘a del problema (legata a molteplici fattori che sono stati analizzati durante la tesi e che verranno esposti in seguito, tra cui principalmente la periodicit‘a del sistema), non sia univoca la scelta dell approccio matematico migliore tra quelli sviluppati nel corso degli anni, dovendo ottemperare ad esigenze di natura diversa (accuratezza, rapidit‘a di calcolo, semplicit‘a etc). Si ‘e quindi deciso di dedicare, dopo questa prima panoramica del problema, un primo 6