COSTAR

Il progetto COSTAR “Compact innOvativeSmarT Actuators for next generation Rotorcraft” nasce nell’ambito del programma Fast Rotorcraft IADP di Clean Sky 2 (CS2) con l’obiettivo di sviluppare i sistemi di attuazione dei comandi di volo primari e secondari fino ad arrivare alla dimostrazione in volo, tramite la realizzazione del prototipo RACER, delle soluzioni tecnologiche adottate (TRL6).

 

Gli attuatori dei comandi primari dovranno governare l’assetto delle pale del rotore principale (in roll, pitch, collective and yaw) mentre quelli dei comandi secondari sono necessari per il controllo delle superfici mobili dell’ala, del piano orizzontale di coda e dei due piani verticali. Tutti i sistemi di attuazione sono controllati direttamente dall’Autopilot Flight Control System per migliorare la manovrabilità durante le fasi di transizione tra alta e bassa velocità e per ottimizzare la resistenza aerodinamica del velivolo col ridurre i consumi e le emissioni di gas nocivi.

IL PROGETTO

Il Consorzio COSTAR intende progettare, realizzare e qualificare un nuovo concetto di attuazione modulare cercando di impiegare la stessa tipologia di componenti meccanici ed elettronici per tutte le attuazioni, avendo sempre ben presente la rispondenza del sistema ai requisiti di sicurezza.

Il progetto è strutturato su quattro fasi principali.
La prima prevede la cattura dei requisiti e la definizione delle architetture dei sistemi d’attuazione. Sono quindi state sviluppate, a livello concettuale, diverse possibili attuazioni lineari e rotative che hanno permesso d’esplorare i vantaggi e svantaggi di ciascuna architettura col fine di valutare le affinità esistenti tra i diversi attuatori. Tale processo ha consentito di definire tre sole architetture di attuazione (una comune a tutti i comandi primari ed altre due per i comandi secondari) ed una sola architettura elettronica per il controllo di tutti gli attuatori.

 

La seconda fase è caratterizzata dalla progettazione di dettaglio dei vari componenti dell’attuatore e dell’elettronica di controllo. Sono stati effettuati dei test preliminari sui componenti ritenuti più critici in modo da ridurre sia il rischio associato alla rispondenza ai requisiti di progetto e sia quello relativo ad eventuali cambi di componenti non correttamente dimensionati.
La terza fase è caratterizzata dalla realizzazione dei prototipi e dalla esecuzione dei test di qualifica. Questa fase quindi comporterà la realizzazioni di diversi tipi di test, sia di integrazione sia di verifica di robustezza verso i carichi limite ed ultimi del velivolo. La fase si concluderà col raggiungimento della qualifica di tutti gli equipaggiamenti previsti per i comandi di volo (TRL 5).
Infine seguirà l’istallazione dei componenti qualificati nel RACER e si effettueranno i test a terra sul prototipo e poi si effettueranno quelli in volo (TRL 6).

ELICOTTERO-SPETT

L’AMBIZIONE

L’ambizione di tale progetto è la dimostrazione di poter attuare 8 diverse superfici di comando secondarie e le tre linee di comando primarie utilizzando solo tre tipi differenti di attuatori ed un solo tipo di elettronica di controllo, con un SW di controllo in grado di attuare in modo opportuno la specifica attuazione riconoscendo automaticamente la posizione in funzione della specifica caratterizzazione dei pin dei connettori elettrici. Questa elevata similarità ed utilizzo di stessi componenti rappresenta una difficile sfida certificativa resa possibile grazie alla esecuzione dei diversi tipi di analisi di sicurezza, come raccomandato dalla SAE ARP4754a e SAE ARP4761.

MILESTONE PROGETTUALI RAGGIUNTE


La prima milestone raggiunta è stata il Kick Off Meeting, organizzata il 15 Dicembre 2016 presso la sede di Airbus Helicopters a Donauworth, in Germania. Tale incontro ha sancito l’avvio formale delle attività di progettazione.
La seconda milestone conseguita è stata la Specification Review, organizzata nel mese di Marzo 2017, presso la sede di Aibus Helicopters in Marignane, Francia, ed avente lo scopo di chiarire e condividere i requisiti di progetto.
La terza milestone è stata la PDR, organizzata il 29 Novembre 2017, presso la sede di Deeside (GB) di Triumph Integrated Systems, che ha consentito di definire e successivamente congelare, le architetture degli attuatori dei flap e dell’unità elettronica di controllo di tutti gli attuatori.

PROSSIME MILESTONES
Le future milestones sono:
• La PDR degli attuatori delle linee di comando primarie del rotore principale è stata posticipata al terzo trimestre 2018, per beneficiare di tutti studi di dettaglio che nel frattempo saranno effettuati sull’attuazione dei comandi secondari dato l’utilizzo della stessa tipologia di componenti.
• la Critical Design Review, prevista per l’inizio del 2019,
• la consegna degli attuatori e delle scatole elettroniche da installare sul prototipo, previsti per il Q3 2019,
• il completamento della fase di qualifica preliminare (pDDP) prevista per il Q3 2019,
• la qualifica completa da conseguire entro Q1 2020
• il primo volo previsto non prima della fine del 2020

Scatola Elettronica Controllo Attuatori

Attuatore Superfici Mobili Piano Orizzontale

milestone3

Scatola Elettronica Controllo Attuatori

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Architettura attuazione comandi secondari

IL CONSORZIO

Il consorzio è costituito da due società che si completano tra loro dal punto di vista delle competenze e dell’expertise: Protom Group S.p.a. e Triumph Group Integrated Systems Ltd. Protom è il coordinatore del progetto ed ha la responsabilità di effettuare le analisi di sicurezza mentre Triumph ha la responsabilità di progettare, produrre e qualificare i sistemi di attuazione. Entrambi dovranno poi fornire supporto ad Airbus Helicopters durante la fase di realizzazione del prototipo e della successiva fase di prove in volo.
La realizzazione di questo consorzio permette ad entrambe le società di rafforzare le competenze nel settore dello sviluppo dei sistemi di attuazione, aumentando la competitività e creando lo spazio per una potenziale crescita attraverso lo sviluppo di innovativi concetti di attuazione modulare che incontrino le esigenze del mercato europeo e globale.

ITEMB

ITEMB

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No. 727122.

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