Progettazione di ali morphing basata sulla conoscenza

La progettazione di ali morphing deve soddisfare due esigenze opposte. In particolare, la superficie esterna deve essere sufficientemente flessibile da garantire il minimo consumo di energia durante l’adattamento della forma delle ali. Allo stesso tempo, deve essere sufficientemente rigida da mantenere la nuova forma sotto carichi aerodinamici quando non viene azionato il meccanismo morphing.

I ricercatori del progetto MOSKIN (Morphing skin with tailored non-conventional laminate), finanziato dall’UE, hanno proposto un approccio basato sull’ottimizzazione dell’aerodinamica, della rigidità e dell’azionamento per una determinata forma morphing. La forma ottimale è in grado di garantire prestazioni aerodinamiche, mentre i meccanismi e i materiali soddisfano requisiti strutturali e cinematici.

Il team del progetto ha sviluppato un software per la modellazione dell’elemento finito al fine di valutare le deformazioni e le relative sensibilità usate per ottimizzare la rigidità dei laminati a spessore variabile in fibra. Le proprietà aggiornate dei laminati vengono poi immesse all’interno del codice e il ciclo continua fino a quando la superficie progettata è in grado di prendere la forma finale predefinita.

I membri del progetto MOSKIN hanno dimostrato le capacità della procedura di ottimizzazione multi-fase con un pannello di fibra dritto di spessore variabile. Il pannello progettato è stato prodotto con una macchina a posizionamento automatizzato della fibra e testato con sacchi di sabbia, per simulare i carichi aerodinamici. Le deformazioni misurate erano in linea con i risultati dell’analisi sugli elementi finiti.

Il software composito del progetto dovrebbe trovare applicazioni nei settori aerospaziale, automobilistico e dell’energia del vento, nei quali può essere migliorata la progettazione di strutture composite convenzionali e non convenzionali. Le migliorie in termini di progettazione determineranno alla fine un comportamento aero-elastico oltre a proprietà termiche e di vibrazione.