Identificazione di wind-shear mediante UAS

Progetto: Research project

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Come noto il fenomeno del wind shear rappresenta un problema abbastanza complesso per la sicura condotta di una missione di volo. La possibilità di avere informazioni quanto piu' possibile dettagliate sul suddetto fenomeno, di focale importanza per qualsiasi velivolo diventa ancor piu' stringente quando si tratta di mezzi a basso carico alare e/o che volino a velocità modeste. La turbolenza atmosferica, infatti, in queste condizioni influenza in modo significativo il moto del velivolo. Durante il volo a bassa quota, (decollo, atterraggio, volo in Effetto Suolo) , pertanto,la presenza del wind shear può, addirittura, pregiudicare la sicurezza della missione e questo fatto rende stringente la necessità di disporre della stima accurata delle componenti del vento per potere prevenire gli effetti sfavorevoli alla sicura condotta del volo. Gli algoritmi di navigazione devono, pertanto, provvedere, simultaneamente, alla ricostruzione dello stato e del vettore velocità del vento per consentire lo svolgimento della missione in modo sicuro anche in presenza di wind shear. Un possibile approccio a questo tipo di problema, approccio, peraltro già utilizzato dal proponente ,[1],[2], [3] prevede l'inserimento, senza fare alcuna ipotesi sulla dinamica del disturbo, delle componenti della velocità del vento nel vettore di stato. Nell’ottica, pertanto di proseguire la ricerca PRIN 2008 già finanziata, della quale la presente ricerca rappresenta la naturale prosecuzione si procederà all'identificazione del modello di wind shear tramite prove di volo utilizzando il velivolo Ultraleggero della Università di Bologna-Forlì Preceptor N3 Ultrapup che e' già stato opportunamente strumentato per consentirne l'impiego come velivolo senza pilota. Per quel che riguarda l'identificazione del modello di wind shear, che verrà effettuata sia con tecniche di tipo tradizionale che mediante l'impiego di tecniche di tipo evolutivo, verranno messi a punto opportuni filtri di Kalman basati sulle equazioni cinematiche che descrivono il moto del velivolo al fine di ottenere la stima dello componenti del vento a partire da prove di volo. I risultati della procedura di identificazione consentiranno di ottenere, come detto, un modello non lineare di wind shear che , anziche' essere di tipo stocastico come quelli comunemente impiegati in letteratura ,si fonda sulle modifiche che i parametri del velivolo subiscono in presenza del suddetto fenomeno. Le metodologie utilizzate prevedono l'impiego di osservatori non lineari deterministici e di filtri di Kalman. Entrambi gli approcci, infatti, sono particolarmente efficaci nelle applicazioni aeronautiche in quanto forniscono una stima dei disturbi (per esempio turbolenza atmosferica o wind shear) e consentono di tenere conto delle diverse frequenze di acquisizione dei dati forniti dai sensori presenti a bordo. Ci si propone, altresì, di implementare l'intero sistema e gli algoritmi di stima su dispositivi digitali a bordo velivolo. Infine, ci si propone di utilizzare il modello di wind shear ottenuto per la costruzione di adatti algoritmi di controllo di decollo e atterraggio per migliorare la sicurezza del volo in queste fasi particolarmente delicate . L'impiego del dimostratore tecnologico UAS, inoltre, consentirà di contribuire anche ad un più agevole e soprattutto sicuro inserimento degli UAS nello spazio aereo civile. In questo contesto si inserisce la collaborazione già, da tempo, intrapresa con l'Ente Nazionale per l'Aviazione Civile (ENAC) che, tra l'altro si sta da tempo inteseressando alla emanazione di una normativa europea che consenta di inserire in modo sicuro i velivoli UAS nello spazio aereo civile. Per tale ragione per il velivolo che verrà utilizzato per le operazioni di identificazione nell'ambito del progetto PRIN 2008 e' stato, già, ottenuto il "permesso di volo come velivolo di ricerca" da parte dell'ENAC. Questo fatto consent
StatoAttivo
Data di inizio/fine effettiva1/1/12 → …

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