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PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
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18. Avanzini, G., de Matteis, G., “Design of the Flight Management System for a Shrouded-Fan UAV”, in corso di stampa sul Journal of Aerospae Engineering, 2006.
19. Avanzini, G., D'Angelo, S., de Matteis, G., "Modelling and Simulation of a Shrouded-Fan UAV for Environmental Monitoring", AIAA Paper 2002-3464, AIAA's 1st Conference & Workshop on Unmanned Aerospace Vehicles, Systems, Technologies and Operations, Portsmouth, VA, 2002.
20. Avanzini, G., Ciniglio, U., de Matteis, G., "Full Envelope Robust Control of a Shrouded-Fan Unmanned Vehicle", Journal of Guidance, Control and Dynamics, Vol. 29, n. 2, 2006, pp. 435-443.
21. "Simulink: Dynamic System Simulation for Matlab", The Mathworks Inc., 1997, Chap. 3.
22. Packard, A., and Doyle, J.C., "The Complex Structured Singular Value", Automatica, Vol. 29, No. 1, 1993, pp. 71-109.
23. Walker, D.J. and Postlethwaite, I., "Advanced Helicopter Flight Control Using Two-Degree-of-Freedom H- Optimization", Journal of Guidance, Control and Dynamics, Vol. 19, No. 2, 1996, pp. 461-468.
24. Avanzini, G., de Matteis, G., Fresta, F., "Robust Multivariable Control of a Shrouded-Fan Uninhabited Aerial Vehicle", Paper AIAA-2002-4703, AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference, Monterey, California, 2002.
25. De Divitiis, N., "Wind Estimation on a Lightweight Vertical-Takeoff-and-Landing Uninhabited Vehicle", Journal of Aircraft, vol. 40, no. 4, luglio-agosto 2003, pp. 759-767.
26. de Ferrier, B., Langlois, B., Bergeron, F., Reboulet, C., Fuertes, V., Barral, J.C., "The Design and Test Using Simulation Techniques of an Automated UAV-VTOL Shipboard Recovery System", Proceedings of the American Helicopter Society 54th Annual Forum, Washington, 1998, pp. 1381-1393.
27. Boyle, D.P., and Chamitoff, G.E., "Autonomous Maneuver Tracking for Self-Piloted Vehicles", Journal of Guidance, Control and Dynamics, Vol. 22, n. 1, 1999, pp. 58-67.
28. Avanzini, G., de Matteis, G., "Trajectory Generation and Tracking for Ship Deck Landing of a VTOL Vehicle", AIAA Paper 2001-4004, AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference, Montreal, Canada, 2001.
29. Avanzini, G., de Matteis, G., “Design of a Shipboard Recovery System for a Shrouded-Fan UAV”, Paper ICAS-02-5.6.3, Proceedings of the 23rd ICAS Congress, Toronto, Canada, settembre 2002.
Parole Chiave
VELIVOLO A PILOTAGGIO REMOTO, MONITORAGGIO AMBIENTALE, PROVE DI VOLO, SISTEMA DI GESTIONE DEL VOLO

Sviluppo finale e prove di volo di un velivolo a pilotaggio remoto per monitoraggio ambientale

Università degli Studi di Roma "La Sapienza"
Abstract
Il programma di ricerca è volto a dimostrare l'impiego di un velivolo non abitato (UAV), a decollo ed atterraggio verticale (VTOL), come piattaforma per sensori dedicati al monitoraggio ambientale. Il velivolo è stato realizzato, a partire dal 1998, presso l'Università di Roma "La Sapienza" e il Politecnico di Torino con il principale obiettivo di accrescere e supportare attività di ricerca nei campi della meccanica del volo, dell'aerodinamica applicata, della progettazione di sistemi di controllo, della progettazione meccanica assistita al calcolatore e della progettazione sistemistica. La costruzione dell'UAV è stata completata nel 2005.
Le principali attività del programma di ricerca oggetto della presente proposta riguarderanno (i) la revisione del prototipo per avere l’affidabilità necessaria ad effettuare in sicurezza le prove di volo e ridurre il peso a vuoto aumentando così la capacità in termini di payload; (ii) la dimostrazione delle caratteristiche e delle capacità operative attraverso prove di volo; (iii) lo sviluppo del progetto per integrare sul UAV un sensore lidar così da realizzare una piattaforma aerea strumentata con capacità di pianificazione ed esecuzione autonoma della missione e accurato controllo della traiettoria 4-dimensionale (coordinate e tempo) di volo.
In tale ambito, le attività sinergiche dei due gruppi di ricerca accademici e del team dell’ENEA verranno finalizzate allo sviluppo di un sensore per il >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Guido De Matteis Università degli Studi di ROMA "La Sapienza"
Obiettivo del Programma di Ricerca
La realizzazione, nella comunità accademica, di un veicolo aereo non abitato (UAV) capace, nel prossimo futuro, di acquisire capacità di volo autonomo, rappresenta un notevole obiettivo tecnologico e, allo stesso tempo, una rara opportunità per i gruppi di ricerca operanti in differenti aree disciplinari di essere coinvolti in attività altamente sinergiche.

Lo scopo finale del programma si inquadra tra le attività scientifiche di monitoraggio e rilevamento che impiegano sensori a bordo di velivoli o satelliti per l'osservazione di aree definite. In molti casi, l’utilizzo di sensori satellitari è limitato da una risoluzione spaziale insufficiente e/o perché non fornisce le informazioni richieste in tempo reale, mentre diversi studi [1] hanno dimostrato che l’uso di UAV in condizioni potenzialmente pericolose per l’impiego di mezzi abitati (le cosiddette condizioni D3, Dull, Dangerous and Dirty) non solo risulta più sicuro, ma è anche economicamente vantaggioso e più efficiente.

In questo contesto, l'UAV qui proposto è finora l'unico programma originale in Italia di una piattaforma aerea a decollo e atterraggio verticale (VTOL) finalizzato allo sviluppo e dimostrazione di nuove tecnologie nell'ambito di applicazioni civili. La configurazione adottata, basata su due rotori controrotanti mossi da tre motori e circondati da una fusoliera toroidale, presenta notevoli elementi innovativi. Inoltre, sin dalle fasi iniziali del >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
INTRODUZIONE
La progettazione e lo sviluppo di UAV capaci di volo autonomo è una realtà consolidata nell’industria aerospaziale, soprattutto per applicazioni militari [1]. Nell’ultimo decennio si è notevolmente accresciuto l'interesse per gli UAV anche da parte della comunità scientifica nel cui ambito sono stati sviluppati molti velivoli, senza i vincoli derivanti da prefissati obbiettivi di mercato, al fine di realizzare piattaforme di ricerca per testare tecnologie innovative.
Tra le molte università in cui sono state intraprese attività di ricerca sugli UAV ricordiamo la University of California at Berkeley [4,5], il Georgia Institute of Technology [6], la Sidney University [7], la University of Texas at Arlington [8], la Stanford University [9], la University of Southern California [10], la Carnegie Mellon University [11]. L’approccio più comune è quello di acquistare o costruire velivoli leggeri e di piccole dimensioni, da utilizzare per testare algoritmi di pianificazione di missione e di controllo che conferiscano alla macchina capacità di volo autonomo. Solo in pochi casi sono state sviluppate delle configurazioni originali. Velivoli ad ala rotante con rotore intubato sono stati realizzati dalla Sikorsky Aircraft Industries, il Cypher [12], e dalla Micro Craft Inc., l’iSTAR Micro Air Vehicle [13]. L’UAV oggetto della presente proposta è però significativamente differente da entrambi i veicoli citati, unico nel suo genere anche per essere il solo >>>