Il Defence Science and Technology Group (DSTG) dell’Australia sfrutta tecniche di controllo avanzate MTS e competenze di ingegneria basata su modelli per accelerare i test di fusoliera di elicotteri altamente complessi e dinamici.
I ricercatori del Defence Science and Technology Group (DSTG) dell’Australia hanno concluso con successo un impegno di sei anni per costruire un banco di prova prototipo in grado di eseguire un test di fatica a piena scala (FSFT) di una fusoliera di elicottero in un tempo accelerato, comparabile a quello di un test su un velivolo ad ala fissa. Conosciuto come Programma *Helicopter Advanced Fatigue Test – Technology Demonstrator (HAFT-TD)*, il suo obiettivo era sviluppare i mezzi per applicare due cicli di vita di carico di volo dinamico a un articolo di prova di elicottero a piena scala in 2,5 anni o meno. Per ridurre i rischi, adattare e integrare le diverse tecnologie necessarie a realizzare gli obiettivi del programma, il DSTG ha collaborato con la Royal Australian Navy (RAN), la United States Navy (USN), il Mercer Engineering Research Center (MERC) e MTS Systems.
Compensazione Assistita da Modello (MAC)
Per sviluppare un sistema di controllo in grado di gestire le velocità di ciclo accelerate, l’elevata precisione e i molteplici gradi di libertà richiesti per HAFT-TD, il DSTG ha collaborato con gli ingegneri MTS per sviluppare una metodologia avanzata di controllo assistito da modello per l’attuazione servo-idraulica. Progettata per minimizzare gli errori di controllo e consentire l’esecuzione molto più rapida di test complessi e dinamici, la Compensazione Assistita da Modello (MAC) utilizza un modello di analisi in tempo reale, costituito da un modello di campione a ordine ridotto e da un banco di prova virtuale, che opera in sincronizzazione con un banco di prova servo-idraulico fisico tramite memoria riflettente condivisa ad alta velocità. I comandi delle valvole necessari per ottenere le forze comandate provengono dal modello di analisi e vengono eseguiti sul banco. I segnali di forza e spostamento fluiscono dal banco al modello, e il processo si ripete a ogni tick dell’orologio.
Il caricamento di prova utilizzato nell'ambito del Programma HAFT-TD rappresentava le condizioni di fatica più dannose e i carichi e spostamenti più elevati all'interno dello spettro di utilizzo progettuale (DUS) dell'elicottero MH-60R Seahawk della Marina degli Stati Uniti.
I ricercatori di DSTG e MTS hanno utilizzato un Dimostratore Dinamico a 6 canali e 6 gradi di libertà (6DDD) nelle prime fasi del Programma HAFT-TD per sviluppare e convalidare la metodologia di controllo modello-in-the-loop che sarebbe poi diventata AeroPro MAC.
La fusoliera dell’MH-60R sulla struttura HAFT-TD a grandezza naturale a 16 canali: DSTG ha dimostrato la capacità di raggiungere i cicli di prova, la precisione dei carichi e le deformazioni della fusoliera necessari per la replicazione accelerata di una gamma di condizioni di volo dell’MH-60R.
