Ci sono settori – e l’aerospace è uno di questi – dove peso e ingombro vengono prima del costo, perché ogni grammo installato a bordo incide sull’efficienza del velivolo, e quindi su consumi e prestazioni operative, per tutta la sua vita in servizio. Una priorità, questa, che cambia anche il modo di progettare.
Lo abbiamo visto di recente progettando, insieme a un cliente del settore avionico, il gruppo motore-riduttore destinato al sistema di attuazione che movimenta le luci esterne di un velivolo.
La richiesta era chiara: togliere grammi e millimetri, mantenendo coppia, precisione e affidabilità ai livelli che il settore aerospace richiede.
Siamo stati coinvolti fin dall’impostazione del progetto, al fianco dell’ufficio tecnico del cliente, nella definizione dell’architettura del sottosistema. E questo per noi ha fatto una differenza sostanziale, perché quando un componente arriva con un disegno già definito, i margini per alleggerirlo sono ridotti. Quando invece si può intervenire sulle scelte che determinano masse e ingombri, diventa possibile lavorare sul peso in modo molto più incisivo.
Il gruppo motore-riduttore che abbiamo dovuto realizzare doveva garantire un moto fluido e silenzioso, funzionare con continuità e in sicurezza, entrare in uno spazio molto ridotto e pesare il meno possibile. Una volta installato, avrebbe poi lavorato esposto a vibrazioni, alle temperature dell’ambiente di bordo e a cicli di lavoro ripetuti.
In queste condizioni non ci si può fermare a coppia e velocità nominali, cioè ai valori riportati a catalogo. E questo perché un’applicazione a bordo raramente lavora nelle condizioni ideali per cui quei valori sono dichiarati. Per scegliere il motore contano anche il rapporto tra coppia e volume, la capacità di dissipare il calore, la resistenza alle vibrazioni e il modo in cui si integra meccanicamente con il riduttore.
Per individuare la soluzione ottimale abbiamo quindi lavorato in collaborazione con l’ufficio tecnico del cliente, incrociando quattro fattori: lo spazio disponibile, le prestazioni richieste in coppia e velocità, le condizioni ambientali di impiego e i requisiti di affidabilità e durata tipici dell’avionica.
La scelta finale è caduta su un motore DC ad alte prestazioni.
In parallelo alla scelta del motore abbiamo sviluppato un riduttore compatto di precisione, progettato per integrarsi con motori DC di questa classe, sia brushed che brushless. Motore e riduttore li abbiamo considerati fin da subito come un unico gruppo, e per questo lo abbiamo disegnato partendo dagli spazi disponibili, così da contenere al massimo l’ingombro complessivo. Da questa impostazione è nata un’architettura compatta che sviluppa comunque una coppia elevata rispetto al proprio volume, con una riduzione significativa del peso dell’intero sottosistema.
A questo risultato hanno contribuito soprattutto i materiali selezionati, mentre per ottenere il moto fluido e silenzioso richiesto dal capitolato abbiamo lavorato sulla precisione della trasmissione: due obiettivi diversi, che richiedono interventi diversi. Del resto, come abbiamo già detto in passato, cambiare materiale non basta a ridurre il rumore quando il problema nasce da come ingranano le ruote dentate.
