Study of a novel large bandwidth actuation system for a morphing control surface.

This study is an exploration of a novel actuation system for controlling a morphing aileron of a high aspect ratio wing, with an induction electric motor capable of high bandwidth actuation. Due to special constrains, the actuation is based upon a mechanism that allows the motor to be mounded spanwise in the wingbox. After a first 3D model, necessary for understanding the dimensional constraints of the assembly, a digital twin has been developed with Simscape. Several simulations and experiments that would have required a functioning prototype, such as frequency response analyses, gust reaction and the implementation of a controller, have been run on it. Its validation has been carried out with data from an Abaqus simulation and with data from the known analytical solution.

Studio di un sistema di attuazione di un flap morphing con un motore elettrico ad induzione, capace di pilotare la superficie di controllo con un’ampia banda passante. A causa delle limitazioni in termini di spazio, è stato necessario sviluppare un meccanismo che permetta al motore di essere installato parallelo all’ala. Lo sviluppo di un modello 3D è stato necessario al fine di configurare un meccanismo che possa soddisfare gli ingombri e fornire lo spostamento voluto. Un Digital Twin è stato poi sviluppato in Simscape e diverse simulazioni ed esperimenti, che avrebbero richiesto un primo prototipo, sono stati eseguiti su di esso: risposta in frequenza, reazione alla raffica ed implementazione di un controller, sono stati trattati in questo documento. Il modello è stato validato con dati proveniente da simulazioni Abaqus e con i dati ricavati dalla soluzione statica analitica.