Misura degli sforzi subiti da un drone al rilascio e all’atterraggio
In sintesi
Il carico utile sollecita il velivolo attraverso i suoi supporti, ganci, guide e il meccanismo di rilascio; il carrello d’atterraggio lo sollecita all’atterraggio. Estensimetri applicati a questi componenti, o celle di carico miniaturizzate o su misura inserite nel percorso degli sforzi, misurano le forze senza modificare la geometria né aggiungere massa superflua. La cella di carico triassiale TR3D-B-1K misura 25,4 × 25,4 × 12,7 mm per 4,4 kN per asse.
- 25,4 × 25,4 × 12,7 mm
- corpo della cella di carico triassiale TR3D-B-1K
- 4,4 kN
- capacità per asse del TR3D-B-1K
- 3
- uscite di ponte per cella di carico triassiale
Percorso del carico
In volo, il peso del carico utile e le forze di manovra passano dal carico utile alla cellula attraverso i supporti e il meccanismo di sgancio. Allo sgancio, il meccanismo sostiene la forza necessaria al rilascio. Al contatto, la forza del terreno entra attraverso i pattini, le suole o le gambe del carrello d’atterraggio.
Il trasduttore si colloca dove la forza passa già: un supporto, un gancio o una gamba del carrello con estensimetri, oppure una cella di carico miniatura avvitata nel percorso del carico utile. Il carico utile subisce forze statiche, dinamiche e transitorie: carico verticale dovuto al peso e alle manovre, carichi laterali dovuti al vento, all’accelerazione o a uno sgancio asimmetrico, urti durante una caduta, e cicli di fatica su missioni ripetute.
Strumentazione
| Supporto del carico utile, gancio, guida | estensimetri sul pezzo di serie, oppure una cella di carico miniatura nel percorso |
|---|---|
| Meccanismo di sgancio | celle di carico miniature, oppure pezzi di serie con estensimetri |
| Carrello d’atterraggio | estensimetri sulle gambe, i pattini o le suole; su un banco prova, una cella di carico triassiale sotto ogni punto di contatto |
| Cella di carico miniatura | TR3D-B-1K, 4,4 kN per asse, 25,4 × 25,4 × 12,7 mm, 65 N·m di momento massimo per asse, 4,5 mV/V |
| Amplificatore | SGA3A, alimentazione del ponte ± 5 V o ± 2,5 V, uscita ± 10 V per asse, taratura tramite shunt a distanza |
Sgancio e contatto
Allo sgancio, la registrazione fornisce la forza necessaria per attivare il meccanismo, mostra se si blocca sotto carico o rilascia solo parzialmente sotto forze fuori asse, e come il velivolo reagisce alla separazione del carico utile. I dati servono a regolare il momento dello sgancio, ridurre l’attrito nel meccanismo e verificare che si comporti allo stesso modo in temperatura, vibrazione e carico utile.
Al contatto, la registrazione fornisce la forza di picco, i carichi laterali e torsionali, la durata e la forma dell’impatto, e la fatica accumulata su atterraggi ripetuti. I risultati validano la resistenza del carrello e ne orientano l’ammortizzazione.
Procedura
- 01
Scegliere i componenti da strumentare
Staffa del carico utile, meccanismo di sgancio, gambe o pattini del carrello, in base ai guasti da prevenire.
- 02
Equipaggiare il componente con estensimetri o montare una cella di carico
Il componente di serie viene dotato di estensimetri, compensato in temperatura e tarato, oppure una cella di carico miniatura viene avvitata nel percorso del carico.
Trasduttori con estensimetri su misura - 03
Condizionare i ponti
Un paniere SGA3A per ogni cella di carico triassiale fornisce ± 10 V per asse al registratore.
Paniere amplificatore SGA3A - 04
Registrare il volo, lo sgancio e l’atterraggio
I canali vengono azzerati senza carico utile, quindi registrati durante la missione.
Risultato
Le forze nel percorso del carico utile, allo sgancio e al contatto, misurate sui componenti originali o con celle di carico abbastanza piccole per la cellula. Le staffe, il meccanismo di sgancio e il carrello d’atterraggio sono dimensionati sui carichi registrati.
Domande frequenti
Come si misurano i carichi del carrello d’atterraggio su un drone?
Estensimetri sulle gambe, sui pattini o sui piedi. Su un banco prova, una cella di carico triassiale sotto ogni punto di contatto del carrello misura le forze al contatto.
Cosa si misura sul meccanismo di sgancio del carico utile di un drone?
La forza necessaria per attivare lo sgancio, se il meccanismo si blocca sotto carico, se forze fuori asse provocano uno sgancio parziale, e come reagisce il velivolo quando il carico utile si separa.
La strumentazione di un componente del drone ne modifica la geometria o la massa?
L’applicazione di estensimetri sul componente di serie ne conserva la geometria. Una cella di carico miniatura come la TR3D-B-1K aggiunge un corpo di 25,4 × 25,4 × 12,7 mm nel percorso del carico utile.
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