PERIZIA AEREO ANALISI DEFORMAZIONI ELICA DOPO IMPATTO CRASH - INAE INSTITUTE FOR SCIENTIFIC RESEARCH - VENICE - ITALY
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Analisi forense delle eliche nella ricostruzione dei crash aeronautici
La seguente affermazione, posta a conclusione di una perizia tecnica:
«La deformazione plastica delle pale, caratterizzata dall’assenza di curvatura nella direzione di rotazione, risulta compatibile con un’elica non in trazione e con un motore sviluppante potenza minima o non operante al momento dell’impatto.»
rappresenta un passaggio determinante nell’interpretazione causale di un incidente aereo.
Tale conclusione, quando correttamente supportata da un’indagine tecnico-scientifica rigorosa, consente di escludere l’errore umano come fattore primario e di ricondurre l’evento al fattore macchina, con rilevanti implicazioni sia tecniche sia giuridiche. Solo un’investigazione attenta, metodologicamente fondata e condotta secondo gli standard internazionali può legittimare un’affermazione di tale portata.
L’incidente del Piper PA-34, marche N456AG, avvenuto il 28 luglio 2019 nei pressi di Gainesville (Texas), nel quale hanno perso la vita l’istruttore di volo e l’allievo pilota, è considerato un caso di studio rilevante.
Nei giorni antecedenti l’evento erano state riportate segnalazioni relative a irregolarità nel funzionamento dei motori, comprendenti episodi di riduzione di potenza e spegnimento, successivamente oggetto di valutazione nell’ambito dell’analisi tecnica dell’incidente.
Dall’esame delle deformazioni delle eliche è emerso che il motore sinistro, al momento dell’impatto, non risultava in trazione, configurando una condizione compatibile con autorotazione o con erogazione di potenza minima. Al contrario, il motore destro presentava evidenze coerenti con un funzionamento in potenza al momento del contatto con il suolo.
L’analisi forense complessiva dei componenti propulsivi ha evidenziato anomalie riconducibili al motore sinistro, verosimilmente afferenti al sistema di alimentazione, in coerenza con le risultanze dell’esame post-impatto.
È stato inoltre accertato che i serbatoi di carburante risultavano contenere combustibile e che l’aeromobile è stato interessato da incendio immediatamente successivo all’impatto.
Approccio metodologico all’investigazione dei crash aeronautici
Nell’ambito dell’Aircraft Accident Investigation, la ricostruzione della dinamica d’impatto richiede un approccio multidisciplinare che integri:
- meccanica razionale e dinamica del volo,
- scienza dei materiali e meccanica della frattura,
- modellazione numerica e simulazione computazionale.
La nostra attività di consulenza tecnica è orientata all’individuazione delle cause deterministiche che hanno condotto al crash, con particolare attenzione alla diagnostica post-impatto dei sistemi propulsivi.
Analisi delle deformazioni delle pale dell’elica
L’analisi delle deformazioni permanenti delle pale costituisce uno degli indicatori più affidabili per determinare lo stato operativo del motore al momento del contatto con il suolo o con un ostacolo.
La deformazione plastica delle pale è il risultato della combinazione dei seguenti parametri fisici: velocità di rotazione (RPM), coppia motrice trasmessa, velocità di avanzamento del velivolo, resistenza improvvisa opposta dal mezzo d’impatto (terreno o acqua). La distinzione tra un motore in autorotazione (spento o al minimo) e un motore erogante potenza significativa si manifesta chiaramente nella morfologia delle deformazioni osservate.
Indicatori morfologici principali
La deformazione delle pale non costituisce un semplice danno meccanico, ma rappresenta una vera e propria “scatola nera”
Deformazione a “S” (S-bending):
tipica di pale in rotazione ad elevata velocità; l’energia cinetica rotazionale si trasforma in deformazione plastica al momento dell’impatto.
Curvatura d’impatto:
la direzione della curvatura (verso dorso o ventre della pala) fornisce indicazioni sull’angolo d’attacco e sulla resistenza aerodinamica istantanea.
Leading Edge Gouges:
le incisioni sul bordo d’attacco consentono di stimare la velocità periferica dei segmenti di pala al momento del contatto.
Nel calcolo dell’energia cinetica all’impatto viene applicata la formulazione dell’energia totale, tenendo conto sia della componente traslazionale sia di quella rotazionale.
Analisi delle tracce al suolo e correlazione cinematica
Lo studio delle tracce lasciate al suolo dalle pale è essenziale per correlare la velocità di avanzamento del velivolo con il regime di rotazione del motore (RPM).
La distanza e la periodicità dei segni consentono di ricostruire con elevata attendibilità la cinematica dell’impatto.
La distanza e la periodicità dei segni consentono di ricostruire con elevata attendibilità la cinematica dell’impatto.
Analisi integrata: oltre l’elica
Un’indagine tecnicamente fondata non può limitarsi all’osservazione dell’elica, ma deve includere una valutazione sistemica dei componenti correlati, tra cui:
- riduttore di giri,
- segni di rotazione sull’albero motore,
- strisciate elicoidali sui carter,
- governor e meccanismo di variazione del passo,
- coerenza dei danni su cofano motore e fusoliera.
L’elica rappresenta un indizio primario, ma la sua interpretazione deve essere sempre contestualizzata all’interno dell’intero quadro tecnico
Avvertenze metodologiche
Elica deformata ≠ motore in potenza
Anche elevate velocità di caduta possono generare deformazioni significative; è indispensabile valutare il tipo di terreno, l’angolo d’impatto e il materiale costruttivo delle pale.
Anche elevate velocità di caduta possono generare deformazioni significative; è indispensabile valutare il tipo di terreno, l’angolo d’impatto e il materiale costruttivo delle pale.
Eliche in composito o metalliche
Le eliche in materiale composito tendono anche a fratturarsi piuttosto che a deformarsi plasticamente; l’approccio analitico deve quindi essere specifico e differenziato con analisi specifico dei materiali
Standard investigativi adottati da INAE
Il processo investigativo segue rigorosamente le migliori pratiche e gli standard internazionali, oltre a quanto sotto riportato
Rilievo fotogrammetrico del relitto
Acquisizione tridimensionale della distribuzione dei detriti (debris field) per la ricostruzione della traiettoria d’impatto.
Acquisizione tridimensionale della distribuzione dei detriti (debris field) per la ricostruzione della traiettoria d’impatto.
Analisi metallurgica
Studio delle modalità di frattura (duttili vs fragili) per distinguere cedimenti strutturali avvenuti in volo da quelli indotti dall’urto.
Simulazione agli elementi finiti (FEA)
Modellazione computazionale delle pale per replicare le deformazioni osservate e validare le ipotesi dinamiche formulate.
NOTA IMPORTANTE
Per ragioni connesse alla tutela della proprietà intellettuale delle metodologie proprietarie, non è possibile divulgare ulteriori dettagli tecnici.
Per qualsiasi ulteriore informazione o richiesta di consulenza, INAE è a disposizione per contatti diretti.
Per qualsiasi ulteriore informazione o richiesta di consulenza, INAE è a disposizione per contatti diretti.
I servizi offerti da INAE sono riconosciuti per il loro elevato valore tecnico-scientifico e per l’aderenza ai più rigorosi standard investigativi internazionali.
Il nostro direttore scientifico Leopoldo Comparin può ricevere incarichi come CTP, CTU oppure Ausiliario UPG (T +39 348 8255645 info @ inae.it ) - Le analisi dei materiali vengono effettuate direttamente presso laboratorio accreditati nostri partners,
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