Design di un sistema di fault detection per un'architettura fail-safe di attuazione delle superfici di controllo di un UAV

In questo lavoro di tesi si affronta una delle problematiche che si presentano oggi nell'impiego degli APR (Aeromobili a Pilotaggio Remoto): la gestione della safety. Non si può più, in altri termini, negare che tali oggetti siano parte integrante dello spazio aereo civile. Proprio su questo tema recentemente gli enti regolatori dello spazio aereo stanno proiettando i loro sforzi al fine di stabilire una serie di regolamenti che disciplinino da una parte le modalità con cui questi oggetti si interfacciano con le altre categorie di velivoli e dall'altra i criteri di idoneità perché anche essi possano operare nello spazio aereo in maniera sicura. Si rende quindi necessario, in tal senso, dotare essi stessi di un sufficiente grado di sicurezza che permetta di evitare eventi disastrosi nel momento in cui si presenta un guasto nel sistema; è questa la definizione di un sistema fail-safe. Lo studio e lo sviluppo di questa tipologia di sistemi può aiutare il costruttore a superare la barriera oggi rappresentata dal regolamento che spesso e volentieri rappresenta l'unico ostacolo non fisico per la categoria dei velivoli unmanned tra la terra e il cielo. D'altro canto, al fine di garantire a chi opera a distanza su questi oggetti di avere, per tutta la durata della missione, la chiara percezione dello stato di funzionamento attuale del sistema e di come esso può (o potrebbe) interagire con l'ambiente che lo circonda (situational awarness), è necessario dotare il velivolo di apparecchiature che permettano di poter rilevare, all'occorrenza, il malfunzionamento: è questo il caso dei sistemi di fault detection. Questi due fondamentali aspetti sono la base fondante del presente lavoro che verte sul design di un ridotto ma preponderante sottosistema dell'UAV: il sistema di attuazione delle superfici di controllo. Esse sono, infatti, l'unico mezzo disponibile all'operatore per governare il mezzo nelle normali condizioni di funzionamento ma anche l'ultima possibilità per tentare di evitare l'evento disastroso nel caso altri sottosistemi siano chiaramente fuori dalle condizioni di normale funzionamento dell'oggetto.

Effects of eccentric cycle ergometry in alpine skiers

Eccentric cycling, where the goal is to resist the pedals, which are driven by a motor, increases muscle strength and size in untrained subjects. We hypothesized that it could also be beneficial for athletes, particularly in alpine skiing, which involves predominantly eccentric contractions at longer muscle lengths. We investigated the effects of replacing part of regular weight training with eccentric cycling in junior male alpine skiers using a matched-pair design. Control subjects ( N=7) executed 1-h weight sessions 3 times per week, which included 4-5 sets of 4 leg exercises. The eccentric group ( N=8) performed only 3 sets, followed by continuous sessions on the eccentric ergometer for the remaining 20 min. After 6 weeks, lean thigh mass increased significantly only in the eccentric group. There was a groupxtime effect on squat-jump height favouring the eccentric group, which also experienced a 6.5% improvement in countermovement-jump height. The ability to finely modulate muscle force during variable eccentric cycling improved 50% (p=0.004) only in the eccentric group. Although eccentric cycling did not significantly enhance isometric leg strength, we believe it is beneficial for alpine skiers because it provides an efficient means for hypertrophy while closely mimicking the type of muscle actions encountered while skiing.

Block training periodization in alpine skiing: effects of 11-day HIT on VO2max and performance

Attempting to achieve the high diversity of training goals in modern competitive alpine skiing simultaneously can be difficult and may lead to compromised overall adaptation. Therefore, we investigated the effect of block training periodization on maximal oxygen consumption (VO2max) and parameters of exercise performance in elite junior alpine skiers. Six female and 15 male athletes were assigned to high-intensity interval (IT, N = 13) or control training groups (CT, N = 8). IT performed 15 high-intensity aerobic interval (HIT) sessions in 11 days. Sessions were 4 x 4 min at 90-95% of maximal heart rate separated by 3-min recovery periods. CT continued their conventionally mixed training, containing endurance and strength sessions. Before and 7 days after training, subjects performed a ramp incremental test followed by a high-intensity time-to-exhaustion (tlim) test both on a cycle ergometer, a 90-s high-box jump test as well as countermovement (CMJ) and squat jumps (SJ) on a force plate. IT significantly improved relative VO2max by 6.0% (P < 0.01; male +7.5%, female +2.1%), relative peak power output by 5.5% (P < 0.01) and power output at ventilatory threshold 2 by 9.6% (P < 0.01). No changes occurred for these measures in CT. tlim remained unchanged in both groups. High-box jump performance was significantly improved in males of IT only (4.9%, P < 0.05). Jump peak power (CMJ -4.8%, SJ -4.1%; P < 0.01), but not height decreased in IT only. For competitive alpine skiers, block periodization of HIT offers a promising way to efficiently improve VO2max and performance. Compromised explosive jump performance might be associated with persisting muscle fatigue.