DBF -Design, Build
and Fly
-
La competizione è
organizzata dalla AIAA -American Institute of Aeronautics
and Astronautics-, dalla Cessna Aircraft Company e
dalla Raytheon Missiles System e si svolge negli USA, un
anno a Wichita (KS) e un anno a Tucson (AZ). Il
fine ultimo della sfida è valutare la progettazione, la
costruzione ed il volo di velivoli a controllo remoto
che abbiano capacità particolari, al fine di compiere
missioni di volo e abbiano caratteristiche in grado di
rispondere alle specifiche tecniche che ogni anno vengono
fornite. I partecipanti sono gli studenti delle
Università collegate alla AIAA; nell’arco di alcuni mesi
vengono realizzati prototipi, vengono scritti report
tecnici dei progetti (oggetto di valutazione da parte dei
giudici) e, infine, si ha la sfida
vera e propria: in tre
giorni i velivoli e le squadre sono chiamati a dimostrare
sul campo le proprie capacità, con prove di volo, portando
a termine le missioni richieste e l’attenta ispezione
tecnica pre-missione, che attesti la sicurezza ed il
rispetto delle normative imposte dal regolamento.
Regolamento 2013
Quest’anno l’obiettivo era
la costruzione di un UAV joint strike fighter, un velivolo
a controllo remoto, in grado di imbarcare missili
in stiva e sotto le ali; nel contesto della competizione
lo sgancio dei medesimi non era previsto
.
Specifiche principali
•capacità di decollo in
campo austero in meno di 10 m;
•capacità di atterraggio su
medesimo campo;
•completamento di 3 missioni
(in base alle quali è assegnato un punteggio M1, M2, M3)
lungo un circuito prestabilito
:
▪
missione1: short take
off mission, massimo numero di giri di un circuito in 4
minuti a vuoto (senza carico in stiva).
▪
missione2: stealth
mission, 3 giri con configurazione di carico in stiva
(ogni team dichiarava
il numero di missili che
avrebbe trasportato all’interno, il minimo è di 4).
▪
missione3: strike
mission, estrazione random una configurazione di missili
da trasportare, interni ed esterni. 3 giri, con parametro
di riferimento il miglior tempo su giro.
!
Il punteggio totale è
assegnato in base ad una formula che considera i punteggi
delle singole missioni e quello del Report Tecnico
consegnato prima della gara.
Per il regolamento
dettagliato e
completo:http://www.aiaadbf.org/2013_files/2013_rules.htm
SAPIENZA FLIGHT TEAM : IL
TEAM, IL PROGETTO, L’SF 280 DD
Progettare un aereo, un
sistema complesso, è una sfida per chiunque. Quando la
progettazione è alla base di una competizione, la sfida è
ancor più avvincente. Quest’anno hanno partecipato 81
teams da tutto il mondo, studenti universitari, che si
applicano alla realizzazione di un
UAV che risponda alle
specifiche richieste e che soprattutto lo faccia nel modo
migliore possibile.
Si parte dall’analisi
approfondita del regolamento che viene fornito
dall’organizzazione, per andare a realizzare prototipi di
velivoli sempre più vicini alla configurazione definitiva
ottimizzata per gli scopi previsti. Nel nostro caso sono
stati realizzati in parallelo due modelli definitivi
gemelli (uno per i test e l’altro per la competizione).
Mesi di simulazioni, test in
galleria del vento, la costruzione di strutture
sperimentali per l’acquisizione dati di motori, eliche e
batterie, notti in laboratorio a chiudere sacchi a vuoto
per la realizzazione dei pezzi, giornate di test di volo e
simulazioni di missioni, includendo ogni variabile in
termini di possibili configurazioni e condizioni meteo.
Tutto questo ci ha portati in America con una
consapevolezza: aver svolto un ottimo lavoro. Avere la
certezza di avere un velivolo competitivo non significa
solo guardarsi indietro e pensare alla mole di lavoro
svolto, ma anche osservare dati sperimentali e
riconoscerne il valore, riuscire a trovare soluzioni che
fanno tagliare centimetri su centimetri di apertura alare
(siamo passati da 1,27m calcolati a 1,05m effettivi dopo i
test in volo), riuscire a passare da 1.100 g di peso di
aereo a vuoto
(includendo pacco batterie,
motore, elica e carrello) ad appena 952,54g,riuscire a
completare un giro in 40-42s e poi in 35s, tutti valori di
parametri che portano ad un incremento di punteggio. Le
prime conferme sono arrivate a pochi giorni dalla
competizione, con la consegna dei risultati dei report:
95,45 punti su 100, secondo report del 2013 (il
primo ha totalizzato 96 punti) e miglior piazzamento
report mai consegnato da La Sapienza. Tuttavia, come in
ogni competizione, la gara fa testo a sé. Quattro
tentativi di missione su 3 missioni e l’obbligo di
dover completare le tre missioni in ordine non permettono
molti margini di errore per
un aereo, come il nostro,
ottimizzato per massimizzare il punteggio della missione
3.
Purtroppo la fortuna in gara
non è stata dalla nostra.
ISPEZIONE TECNICA: siamo
chiamati per secondi, ci costringono a sostituire gli
alettoni leggeri, con alettoni centinati, io e
altri 2 ragazzi alla tech riusciamo a fare il tutto in tempi
record, apportando le poche modifiche che i giudici
richiedono. Abbiamo il permesso di decollare per la
missione 1 come secondi.
MISSIONE1: un primo
tentativo è stato speso a causa di un guasto al pacco
batterie, con il quale il giorno prima l’aereo aveva
performato su tempi assolutamente competitivi; questo mi
ha costretto ad effettuare un atterraggio d’emergenza,
fuori pista, ma senza danni. Il secondo tentativo ci ha
dato 5 giri in 4 minuti, due in più rispetto a quanto
pattuito con gli altri membri del team per prevenire
eventuali cali di potenza, ma la sensazione che avevo in quel
momento era che il nostro velivolo andava a meraviglia, quindi ce la poteva fare ed ho deciso di assumermi le
mie responsabilità pur avendo alle spalle tutti gli occhi
del team puntati
addosso.
Risultato: seconda posizione
dopo la valutazione del report ed a MISSIONE1 completata.
MISSIONE2:imbarcare più
missili porta ad un punteggio superiore, noi imbarchiamo
il minimo per privilegiare dimensioni e
peso ridotti. Sappiamo che verremo scavalcati da almeno 6
teams, ma sappiamo di recuperare in MISSIONE3,
dove, se tutto va come deve andare, possiamo arrivare ad
un totale di 392-420 punti. A pochi minuti dalla
chiamata si bloccano tutti i carica batterie. Non abbiamo
un pacco carico, ripetiamo la carica e dopo
poco, un surriscaldamento stacca all’unisono tutti i
carica batterie, siamo costretti a saltare il turno e a
decollare nel primo pomeriggio, quando si alza il vento.
Inizia la missione, purtroppo il forte vento laterale fa fare
al velivolo un decollo scomposto che decolla in più 10m,
si ripete il decollo (si
hanno più opporunità a patto
che si abbia un decollo corretto in meno di 5 min dal
primo tentativo). Secondo decollo corretto. L’aereo
svolge il suo dovere in modo adeguato ma, all’atterraggio,
il carrello in materiale composito si delamina: una
raffica laterale all’atterraggio conduce ad un impatto
scomposto; l’aereo non riporta danni, atterra in
pista, nessun pezzo del carrello si rompe o si stacca.
Tuttavia, i giudici, lo considerano un danno
rilevante (è a loro discrezione classificarlo come tale),
ci resta un solo tentativo e siamo costretti a usarlo per
ripetere la missione2. La ripetizione della stessa è un
successo, aereo spedito in volo ed atterraggio da
manuale, purtroppo però il nostro uav era ottimizzato per
la missione 3, quella a cui siamo costretti a
rinunciare. A fine gara arriviamo in tredicesima
posizione, con il primo classificato con un totale di 369 punti...
punteggio ampiamente alla nostra portata.
Alla fine la classifica ci
vede al 13esimo posto su 81 partecipanti con una
missione (quella dove eravamo più performanti) in meno.
Conclusioni
I 9 lunghi mesi che ci hanno
visto impegnati in questi progetto sono stati pieni di
lavoro ma alla fine dei conti è stata una esperienza
unica, che ha dato la possibilità a degli studenti come
noi di confrontarsi con problematiche che nemmeno
sui libri di testo a volte si possono affrontare. Inoltre
si sviluppano caratteristiche come problem
solving e attitudine al lavoro in team, importantissime
nel mondo del lavoro.
Da aeromodellista posso dire
che partecipare a questo progetto mi ha dato la
possibilità di portare la mia passione ad un livello
superiore e posso dire di sentirmi soddisfatto del lavoro
svolto da me e da tutto il team.
!
Il Sapienza Flight Team
ringrazia tutti i sostenitori che hanno dato la
possibilità a noi, come team di studenti, di portare a termine questo
progetto tanto bello quanto impegnativo. In particolare
qui si ringrazia Marcello Maurizi Presidente dell’RCR
Club Romano Nardini di Campagnano di Roma per la
disponibilità e per i mezzi messi a disposizione.
!
!
Federico Api
(Sapienza Flight Team)