L'uso di sistemi aeromobili a pilotaggio remoto per la diagnosi non distruttiva di sistemi energetici.

The use of Remotely Piloted Airplane Systems to do Non Destructive Testing Techniques on energy systems needs a more quantitative and systematic approach. The inspection with a drone of wind turbine’s blades in visible and infrared range shows considerable advantage in terms of time, safety and quality compared with current rope access inspection. Then a review of present scientific and commercial opportunities follows. The use of drones for environmental research and energy research has been developed through the project A.D.E.L.E. (Aerial Drone for EnvironmentaL and Energy Research). A VTOL remotely piloted aircraft (Vertical Take Off and Landing) is designed into this project. We combine fixed wing to give lift in horizontal flight and vertical electrical propellers to hover. The prototype has two couples of rotating propellers into the wing and a third balancing one on the rear side. An electric turbine on the upper part of the wing gives horizontal propulsion. The airplane is a “Flying wing” with a swept wing and a V-Tail. The drone is meant to do different inflight activities with interchangeable measurement devices: geographical, environmental, noise source detection and hyperspectral analysis. The design goes from the airfoils to the shape of the wing and a series of aerodynamic choices that allows flight combined with the structural design of the wing spar cap. Then a scale model has been realized to verify experimentally what is difficult or impossible to predict by simulation. First successful flight tests give evidence that the method is right. Furthermore a quadcopter drone has been designed for the environmental mission that has greater payloads to sample and analyze ambient air.

L’uso dei sistemi aeromobili a pilotaggio remoto per la diagnosi non distruttiva di sistemi energetici necessita di un approccio quantitativo e sistematico. L’ispezione mediante drone di pale di turbine eoliche nel visibile e nell’infrarosso presenta dei notevoli vantaggi in termini di tempi, sicurezza e qualità rispetto alla tradizionale ispezione con un operatore su fune. Per questo si fa una review delle opportunità scientifiche e commerciali attuali. Si considera quindi la necessità di usare i sistemi aeromobili a pilotaggio remoto anche per analisi di tipo ambientale all’interno del progetto A.D.E.L.E. (Aerial Drone for EnvironmentaL and Energy Researches). Si progetta e sviluppa con questo intento un velivolo VTOL (Vertical Take off and Landing), cioè ad atterraggio e decollo verticale. L’ala fissa è portante nel volo in orizzontale mentre il sostentamento a punto fisso è garantito da due coppie di motori controrotanti poste all’interno delle ali abbinate ad una terza coppia posteriore per il bilanciamento. Il movimento in orizzontale si effettua mediante un propulsore posto al di sopra del velivolo. Si tratta di un velivolo “tuttala” con ala a freccia e con una coda a V. All’interno dell’ala vengono posti tutti gli strumenti di misura che sono intercambiabili e consentono diverse tipologie di analisi: ambientale, delle fonti di rumore, iperspettrale, nell’ambito delle energie rinnovabili. Si progetta il velivolo dall’analisi dei profili alla pianta, considerando una serie di accorgimenti aerodinamici necessari al volo e il dimensionamento strutturale del longherone dell’ala. Si realizza poi un modello in scala dello stesso per la verifica di parametri non riscontrabili mediante simulazioni numeriche. I primi test di volo positivi dimostrano la fattibilità dell’approccio. A questo modello si aggiunge la progettazione di un drone quadricottero per le analisi di specie chimiche nell’aria che ha un payload non compatibile con il velivolo precedente.