Tecniche innovative di modellazione di pannelli di fusoliera in composito ad elevato smorzamento per l'abbattimento del rumore interno e/o esterno.

Questo lavoro è stato svolto dal candidato nell’ambito del corso di dottorato in Ingegneria Aerospaziale, Navale e della Qualità dell’Università degli Studi di Napoli “Federico II”. Le attività sono state svolte presso il Dipartimento di Progettazione Aeronautica ora Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale, sotto la guida del tutor Prof. Ing Leonardo Lecce, nell’ambito dei progetti di ricerca denominati ARCA (ottimizzazione delle caratteristiche Acustiche di mateRiali Compositi per l’Aeronautica) e COMFORT. L’attività di ricerca è stata finalizzata allo studio delle possibili soluzioni tecnologiche da applicare nel settore aeronautico per il miglioramento del comfort di volo, e più in dettaglio per l’abbattimento del rumore in cabina. Negli ultimi anni, le problematiche ambientali sono state sempre più al centro dell’attenzione dei progettisti. Nella progettazione di un nuovo prodotto l’emissione di inquinanti, la nocività del processo produttivo e/o dei materiali impiegati hanno acquisito un ruolo sempre più importante, tanto da poter determinare il successo o meno del prodotto stesso. Il prodotto aeronautico è stato caratterizzato da una continua richiesta di miglioramento delle prestazioni in generale, soprattutto in termini di riduzione del peso e del consumo di carburante ovvero di riduzione degli inquinanti (NOx). Queste richieste trovano una possibile risposta nell’utilizzo in larga misura dei materiali compositi esteso alle strutture primarie della fusoliera. Se da un lato però i materiali compositi consentono una significativa riduzione di peso, dall’altro essi sono particolarmente permeabili al rumore, e quindi, per garantire un livello di comfort accettabile una parte della riduzione di peso viene vanificata dall’aggiunta dei materiali fonoassorbenti o smorzanti. L’obiettivo del lavoro è lo sviluppo di metodi innovativi per la progettazione di pannelli in composito avanzato ovvero ad elevato smorzamento. Una possibile soluzione per aumentare lo smorzamento è l’inserimento, all’interno del laminato, di uno strato di materiale viscoelastico. Una configurazione di questo tipo implicherà una serie di problemi per i carichi ammissibili, per il processo di produzione, per la caratterizzazione del comportamento vibroacustico. Il materiale smorzante può essere aggiunto all’interno del laminato con diverse configurazioni; oggetto di studio dell’attività di ricerca sono le seguenti tecniche: 1. Damping layer: inserimento, all’interno delle diverse plies del materiale composito è costituito di uno strato di materiale con particolari prestazioni smorzanti; 2. Embodied fibres: aggiunta di fibre di materiale smorzante all’interno del singolo layer del composito; 3. Compositi nanostrutturati: aggiunta di nanomateriali a livello di matrice e/o fibra. Nel lavoro svolto è stata posta l’attenzione sulla prima configurazione, di cui è possibile una ricaduta industriale in tempi relativamente brevi. In futuro non è da escludere un impiego sinergico di questi diversi trattamenti e di sistemi a controllo attivo, in modo tale da ottenere globalmente prestazioni ottimizzate sia da un punto di vista del rendimento acustico sia dal punto di vista della riduzione di peso della struttura. Il lavoro si inquadra nell’ambito di due progetti di ricerca denominati ARCA e COMFORT.