Lo scorso 14 dicembre 2020 si è tenuto online l’incontro di partenza del progetto “NextProp” (Next Generation of Propellers). NextProp è un progetto Ad Hoc R&T sotto l’egida dell’Agenzia Europea per la Difesa (European Defence Agency). Le attività vengono supervisionate, a livello delle singole nazioni dai relativi Ministeri della Difesa: il Ministero della Difesa della Repubblica Italiana, il Ministero della Difesa del Regno di Norvegia e il Ministero della Difesa Nazionale della Repubblica di Polonia.

L’obiettivo principale del progetto è quello di sviluppare e realizzare software di modellazione idro-elastico e tool di progettazione richiesti per definire la prossima generazione di eliche navali con basso livello di emissione sonora. Nel progetto saranno valutati modelli avanzati per materiali innovativi per il settore, come i materiali compositi; tali modelli saranno integrati in metodi numerici e permetteranno di progettare eliche innovative in materiale composito. La progettazione di eliche navali contempla una vasta gamma di aspetti, in particolare l’efficienza, il peso, la resistenza nel tempo, i costi e il livello di emissione sonora. La possibilità di usare materiali compositi per questo tipo di componenti potrebbe consentire il miglioramento di molti di questi aspetti, nello specifico il peso e il livello di emissione sonora. Il programma di lavoro include la fluidodinamica computazionale (CFD - Computational Fluid Dynamics), analisi strutturali agli elementi finiti (FEA - Finite Element Analysis), l’interazione fluido-struttura (FSI - Fluid–Structure Interaction) e modelli più teorici. I modelli saranno validati attraverso prove sperimentali su prototipi sia a livello di singoli profili che di eliche.

All’obiettivo principale si aggiungono una serie di obiettivi secondari legati alle eliche navali: migliorare l’attuale capacità di comprensione dei meccanismi primari di produzione e propagazione del suono; migliorare la prestazione di eliche in composito focalizzandosi sui criteri di progettazione e produzione; studiare l’integrazione di sensori nel componente in ottica di un programma di manutenzione basata sull’effettivo stato del componente (CBM – Condition-Based Monitoring); migliorare le metodologie di test e i set-up sperimentali.

Il progetto è coordinato da Forsvarets Forskningsinstitutt (Istituto di Ricerca per la Difesa della Norvegia) e vede l’ampia partecipazione di industrie e centri di ricerca: FiReCo (Norvegia), Light Structures (Norvegia), SINTEF Ocean AS (Norvegia), Centro per gli Studi di Tecnica Navale – CETENA S.p.A., (Italia), Consiglio Nazionale delle Ricerche – Istituto di Ingegneria del Mare (CNR-INM, Italia), Politecnico di Milano (Italia), Polish Naval Academy (Polonia).

Il Politecnico di Milano partecipa al progetto grazie al coinvolgimento della squadra di ricerca del Dipartimento di Ingegneria Meccanica guidata dal Prof. Andrea Manes e dal Prof. Marco Giglio. Le principali competenze messe in gioco dal team di ricerca sono nel campo della modellazione strutturale di materiali compositi in condizioni di carico estreme. Il contributo principale verrà offerto nell’ambito della caratterizzazione delle proprietà meccaniche dei materiali coinvolti, grazie a prove sperimentali, e nell’ambito della modellazione strutturale numerica non lineare. L’ampia variabilità delle proprietà meccaniche e dei parametri di progettazione, legati ai materiali compositi, rende fondamentale la definizione e l’utilizzo di metodi di progettazione basati su modelli e analisi per la definizione di eliche navali innovative. Nel contempo tali metodi di progettazione permetteranno anche una miglior comprensione dei materiali compositi in questo ambito di utilizzo.