Dipartimento di Strutture

Il Dipartimento di Strutture raccoglie al proprio interno tutti i ragazzi appassionati della meccanica applicata al reale. Si può dire in modo molto generico che lo strutturista si occupi di dare forma a progetti e idee.

Noi siamo la black box fra requisiti, prestazioni e oggetto fisico.

Ci occupiamo di: disegnare le parti del progetto,  verificarne la resistenza nelle condizioni operative e la corretta integrazione e ne curiamo la produzione. Noi non siamo solo quelli delle sigma e della tau, ma anche quelli dei modi e delle frequenze.

Durante il prossimo anno accademico il dipartimento di strutture si ritroverà ad affrontare la progettazione di vari sistemi in tutto il missile sperimentale Rocksanne 2X.

Sul Rocksanne 2X abbiamo l’obiettivo di massimizzarne l’efficienza strutturale, agendo sugli aspetti meccanici e tecnologico-costruttivi riguardanti il razzo-sonda. Durante la prima parte dello sviluppo del missile, il dipartimento di strutture si occuperà della progettazione meccanica e della realizzazione dei diversi sistemi che compongono il missile: ogiva, fusoliera, vani, sistema di scarico inerziale, serbatoi, motore, alette, sistema di controllo.

Successivamente, sarà operato un processo di ottimizzazione e riduzione degli ingombri e dei pesi, grazie all’apprendimento di nuove tecnologie e l’impiego di materiali all’avanguardia.

I sistemi principali e più critici sono quelli legati al motore e al controllo.
Per via della innovativa soluzione ibrida, il dipartimento si concentrerà sin da subito nella progettazione di una camera di combustione e di un serbatoio in materiale metallico. In questo modo si avrà un apparato pronto all’uso per la sperimentazione dei combustibili e ossidanti.

Case del motore Lilith, Rocksanne I-X

Fincan in fibra di vetro di Rocksanne I-X

L’apparato sperimentale è composto dai seguenti sottosistemi: Serbatoio (mantello più calotte) e Camera di Combustione (mantello, testate e ugello).

Le attività procederanno in modo parallelo nello sviluppo di un Sistema Propulsivo a materiale composito. Il serbatoio e la camera di combustione nei suoi elementi verranno riprogettati usando fibra di carbonio preimpregnato, dando particolare attenzione all’isolamento termico. Un Sistema di questo tipo garantirebbe il rispetto delle condizioni di progetto con un risparmio di peso apprezzabile.

I sistemi metallici e composite verranno testati staticamente per verificare la loro resistenza ai carichi di contingenza e robustezza.

Al termine dello sviluppo del motore metallico, si parte con la progettazione del Sistema di controllo inteso come verifica della sua integrità strutturale.

Terminato il lavoro al motore  e ai sistemi di controllo che si presentano come i più impegnativi dell’anno, si progetteranno fusoliera e ogiva.

A differenza del motore in questo caso non si costruirà un apparato metallico per test ma si procederà fin da subito alla realizzazione in materiale composito dei pezzi.

Problematiche e attività caratteristiche
Analisi statica strutturale (sforzo e deformazione)
Analisi termica (Profili di temperatura)
Analisi dinamica (modi di vibrare e frequenze)
Progettazione e dimensionamento di pezzi per sottosistemi ad hoc (non tutto quello che si cerca è in commercio)
Manifattura dei pezzi in materiale composito
Progetto di apparati di test volti alla validificazione di sottosistemi progettati
Competenze e requisiti
Disegno tramite software di prototipazione virtuale (SolidWorks)
Conoscenza  di base delle funzionalità delle principali machine utensili (tornio, fresa, trapano)
Conoscenza di base dei principali materiali di impiego aerospaziale (leghe di alluminio e compositi)

Una piccola nota va fatta per l’ogiva. Per via della sua realizzazione in autoclave si rende necessario il progetto di uno stampo in materiale metallico su cui avviene la laminazione a secco.
Nella tabella vi presentiamo le più rilevanti problematiche che solitamente si presentano ad un membro del team di Strutture e Materiali Compositi le relative competenze che dovrebbe possedere per esserne in grado di affrontarle.

Una ulteriore attività di progettazione si affianca a quella del missile. È volontà del dipartimento quella di creare una test facility da lasciare all’associazione per la sperimentazione di futuri sistemi propulsivi.