La professoressa dell'Illinois Naira Hovakimyan è pronta a partecipare a un terzo round di test di volo senza precedenti utilizzando il suo sistema di controllo adattivo L1.

Il controllo adattivo L1 di Hovakimyan è una nuova teoria che lei e il suo team di ricerca hanno sviluppato dal 2005 per la progettazione di robuste architetture di controllo adattivo utilizzando schemi di adattamento rapido. L'obiettivo del sistema pionieristico L1 è quello di mantenere le prestazioni e la manovrabilità dell'aeromobile anche in presenza di gravi avarie, aumentando in definitiva la sicurezza dell'aeromobile, resilienza ai guasti critici, e facilità d'uso per i piloti umani, così come gli autopiloti, in condizioni estreme.

I sistemi di controllo del volo sugli aerei di oggi sono stati testati e maturati per decenni e sono considerati estremamente sicuri per la loro ridondanza. Nonostante la loro sicurezza, però, c'è ancora un grande bisogno di nuove tecnologie che potrebbero prevenire più incidenti. Hovakimyan e i suoi ingegneri di controllo, studenti laureati Javier Puig-Navarro e Kasey Ackerman, ha affermato che l'obiettivo è che i produttori di aeromobili esplorino architetture di controllo in grado di prevenire incidenti aerei nelle situazioni più estreme. Questo terzo ciclo di test spinge la tecnologia L1 sempre più vicino alla commercializzazione.

All'inizio del 2015, il team ha iniziato i test presso la Edwards Air Force Base in California. Pilotato da studenti della Air Force Test Pilot School (TPS), i test di volo sono stati completati con successo per la prima volta su un aereo con equipaggio, un Learjet 25 dotato di un sistema a stabilità variabile. Un anno dopo, i test sono stati eseguiti su un VISTA-F16, un aereo da combattimento con dinamiche più veloci e impegnative. Durante questi test di volo, fallimenti artificiali sono stati iniettati con e senza L1 per valutarne l'efficacia. Su entrambi gli aerei, quando L1 era impegnato, la manovrabilità e le qualità di volo desiderate sono state recuperate in modo coerente in tutte le configurazioni di guasto, dimostrando che l'architettura di controllo L1 è prevedibile, affidabile, ripetibile, e sicuro, un risultato notevole per un sistema di controllo di volo.

All'inizio di marzo, L1 sarà sottoposto a test più avanzati in un progetto chiamato Advanced L1 Airborne Superiority (ALIAS). I test di volo si svolgeranno presso la base aeronautica di Edwards e saranno eseguiti da studenti del TPS e dell'Illinois a bordo di un Learjet 25. L'obiettivo principale sarà il ripristino dei severi requisiti militari relativi alla sicurezza e alle prestazioni dei sistemi di controllo del volo in presenza di guasti. I controlli a terra e le prove di simulazione sono previsti per la prima settimana di marzo, con test presidiati nella seconda e terza settimana di marzo.

"Siamo migliorati molto rispetto ai voli precedenti con il Learjet, " ha detto Puig-Navarro. "Una cosa su cui abbiamo lavorato è sfruttare L1 per disaccoppiare ulteriormente le dinamiche laterali e direzionali del velivolo".

Si verifica l'accoppiamento, ad esempio, quando un pilota immette un comando a pedale per indurre un cambiamento nell'angolo di prua (movimento orizzontale del muso) e contemporaneamente sperimenta un rollio (movimento delle ali). Spesso, questo movimento non è richiesto, e percepito dal pilota come indesiderato. Hovakimyan e il suo team hanno lavorato per combinare L1 con i tradizionali meccanismi di disaccoppiamento, quindi i piloti non devono più compensare questo effetto, rendendo il loro lavoro più sicuro e più facile.

"Il controllo adattativo L1 ha superato alcune delle principali limitazioni dei sistemi di controllo adattativo convenzionali, fornendo garanzie di robustezza prevedibili in presenza di un'ampia classe di incertezze. Le sue caratteristiche sono state convalidate in una varietà di applicazioni e prove di volo impegnative, portando a opportunità di commercializzazione in alcuni settori. I test di volo presso Edwards AFB ci hanno dato l'opportunità di dimostrare il volo con equipaggio unico nel suo genere con un controller adattivo a bordo. È encomiabile che l'intero software sia stato scritto e sviluppato dai miei studenti dell'Illinois, ", ha detto Hovakimyan.

Oltre alle capacità di disaccoppiamento del sistema, ALIAS dimostrerà la propria aderenza alle specifiche militari di Livello 1, i requisiti più severi per un sistema di controllo di volo di questo tipo, nonché feedback e suggerimenti dei piloti.

L1 ha il potenziale per rivoluzionare la sicurezza degli aerei diminuendo notevolmente la possibilità di errore del pilota durante le manovre ad alto carico di lavoro. Però, i suoi effetti trascendono la dinamica del volo. Le sue applicazioni sono diverse, e la tecnologia ha guadagnato l'interesse di vari settori.

"Abbiamo dimostrato che L1 funziona matematicamente e stiamo dimostrando che funziona anche nelle applicazioni, " ha affermato Puig-Navarro. "Il suo più grande contributo alla società e al mondo dell'ingegneria è garantire che i sistemi time-critical come quelli degli aerei abbiano garanzie di prestazioni e robustezza".