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Analisi di componenti strutturali
             e valutazione delle prestazioni di
                  un velivolo ultraleggero

                                 22 Febbraio 2011


Relatori: Ch.mo Prof. Ing. Marulo Francesco         Candidato: Capasso Biagio
           Ir. Genua Emanuela
o Introduzione


o Caratteristiche   del velivolo

o Stima   delle prestazioni del velivolo
o Organizzazione    della produzione
Introduzione    Caratteristiche          Prestazioni        Organizzazione       Conclusioni




               o Peso   max al decollo:
                                      1. 300 [kg] Monoposto e 350 [kg] Idrovolanti
                                      2. 450 [kg] Biposto e 500 [kg] Idrovolanti
                                      3. 550 [kg] Autogiri
               o Velocità di      stallo ≥ 65 [km/h]

               o Spazio    aereo consentito

               o Zmax 1000 [feet] il       week end, 500 [feet] i rimanenti




                                             1/17
Introduzione     Caratteristiche   Prestazioni   Organizzazione   Conclusioni


               Caratteristiche principali del velivolo




                                       2/17
Introduzione   Caratteristiche   Prestazioni   Organizzazione   Conclusioni



                 Caratteristiche della fusoliera




                                     3/17
Introduzione   Caratteristiche   Prestazioni   Organizzazione   Conclusioni



               Caratteristiche strutturali dell’ala




                                     4/17
Introduzione   Caratteristiche   Prestazioni   Organizzazione   Conclusioni



  Determinazione del Clmax con flaps retratti ed estesi

         Approccio alla McRae




                                     5/17
Introduzione    Caratteristiche   Prestazioni          Organizzazione   Conclusioni


               Stima della resistenza del velivolo

        “Drag Breakdown”




                                                + 5%



                                      6/17
Introduzione        Caratteristiche         Prestazioni        Organizzazione     Conclusioni


        Determinazione del baricentro del velivolo

        “Regola della leva”


    Parte            Peso      Braccio Momento C.G.
                     [kg]        [m]    [kg∙m] [m]            o 1 Pilota & Carburante min.
 Car. Post.    dx 188,5         0,506    95,381               o 2 Piloti & Carburante max.
               sx    183,4      0,506    92,851
 Car. Anter.           13       -1,197   -15,561
    Totale            385                162,671       0,45




                                                7/17
Introduzione   Caratteristiche   Prestazioni        Organizzazione    Conclusioni


               Caratteristiche della propulsione
                                        o Rotax 912 ULS
                                        o Elica Gt-2/173/ VRR-FW 101 SRTC




                                     8/17
Introduzione   Caratteristiche   Prestazioni   Organizzazione   Conclusioni


                    Volo orizzontale rettilineo




                                     9/17
Introduzione   Caratteristiche       Prestazioni   Organizzazione   Conclusioni


                                 Volo in salita




                                        10/17
Introduzione     Caratteristiche       Prestazioni   Organizzazione   Conclusioni


                                   Volo in salita
        Calcolo della quota di tangenza teorica Zt




                                          11/17
Introduzione   Caratteristiche         Prestazioni   Organizzazione   Conclusioni


                                 Volo non propulso




                                          12/17
Introduzione   Caratteristiche     Prestazioni   Organizzazione   Conclusioni


                                 Autonomie



o Oraria o di Durata




o Chilometrica o di Distanza




                                      13/17
Introduzione   Caratteristiche   Prestazioni        Organizzazione   Conclusioni


                Organizzazione di produzione

                                               PROTOTIPO




                                         PRESERIE


                                    14/17
Introduzione         Caratteristiche              Prestazioni              Organizzazione                 Conclusioni


                       Organizzazione di produzione

                                                                                                         Impianti
         Fusoliera                                                                                       di Bordo
                                    Carrello                     Gruppo
                                       Posteriore                Motore                    Frenante
                     Allestimento
                                                                                             Elettrico      Idraulico
            Struttura Cabina AnterioreBalestra Ruote
             Cabina                                              Castello Supporti             Strumentale
                                   Braccio
                                               Cono di           Motore Motore
Rivestimento
                             Ruota             Coda                  Motore
   Cabina     Traliccio                                                                Comandi
                                Ammortizzatore
                            Madieri              Ordinate      Correnti
 Superfici
            Rivestimenti
                                           Ala                                                            Cloche
trasparenti                                           Rivestimento
                           Semiala Dx                                Impennaggi             Pedaliera
        Alettone                                      Semiala Sx
                                         Correnti
              Centine
                                          Controventatura
                 Attacchi
                               Flap
                                                                Deriva
                                         Serbatoio                        Stabilizzatore
                   alari
                    Tip Alari   Rivestimento
                          Longheroni



                                                     15/17
Introduzione      Caratteristiche         Prestazioni             Organizzazione   Conclusioni


                   Organizzazione di produzione
         o Prelievo lamiera ed attrezzature
         o Taglio della lamiera
         o Contornatura e foratura
         o Formatura a freddo
         o Controllo dimensionale e di qualità
         o Sgrassaggio e pulitura
         o Eventuale trattamento termico
         o Calibratura
         o Verifica a campione di HRB e conducibilità elettrica
         o Successiva pulitura
         o Verniciatura con primer
         o Collaudo finale




                                             16/17
Introduzione   Caratteristiche           Prestazioni           Organizzazione   Conclusioni


                                     Conclusioni
Prestazioni del velivolo:
                                 πno(min)       ~ 18 [hp]
                                 Vmax           ~ 220 [km/h]
                                 RCmax          5 [m/sec]
                                 γmax           19,8°
                                 Zt             ~ 6 [km]
                                 γmin           4,47°
                                 t              5,68 [h]
                                 s              1070 [km]




                                            17/17
Introduzione   Caratteristiche       Prestazioni   Organizzazione   Conclusioni


                                 Sviluppi futuri

Si è deciso di offrire tra gli optional anche un’elica tripala in composito,
sia a passo fisso che a passo variabile (a terra ed in volo), per le quali
sarebbe interessante analizzare le prestazioni del velivolo.
Grazie per la cortese attenzione

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Analisi Di Componenti Strutturali E Valutazione Delle Prestazioni

  • 1. Analisi di componenti strutturali e valutazione delle prestazioni di un velivolo ultraleggero 22 Febbraio 2011 Relatori: Ch.mo Prof. Ing. Marulo Francesco Candidato: Capasso Biagio Ir. Genua Emanuela
  • 2. o Introduzione o Caratteristiche del velivolo o Stima delle prestazioni del velivolo o Organizzazione della produzione
  • 3. Introduzione Caratteristiche Prestazioni Organizzazione Conclusioni o Peso max al decollo: 1. 300 [kg] Monoposto e 350 [kg] Idrovolanti 2. 450 [kg] Biposto e 500 [kg] Idrovolanti 3. 550 [kg] Autogiri o Velocità di stallo ≥ 65 [km/h] o Spazio aereo consentito o Zmax 1000 [feet] il week end, 500 [feet] i rimanenti 1/17
  • 4. Introduzione Caratteristiche Prestazioni Organizzazione Conclusioni Caratteristiche principali del velivolo 2/17
  • 5. Introduzione Caratteristiche Prestazioni Organizzazione Conclusioni Caratteristiche della fusoliera 3/17
  • 6. Introduzione Caratteristiche Prestazioni Organizzazione Conclusioni Caratteristiche strutturali dell’ala 4/17
  • 7. Introduzione Caratteristiche Prestazioni Organizzazione Conclusioni Determinazione del Clmax con flaps retratti ed estesi Approccio alla McRae 5/17
  • 8. Introduzione Caratteristiche Prestazioni Organizzazione Conclusioni Stima della resistenza del velivolo “Drag Breakdown” + 5% 6/17
  • 9. Introduzione Caratteristiche Prestazioni Organizzazione Conclusioni Determinazione del baricentro del velivolo “Regola della leva” Parte Peso Braccio Momento C.G. [kg] [m] [kg∙m] [m] o 1 Pilota & Carburante min. Car. Post. dx 188,5 0,506 95,381 o 2 Piloti & Carburante max. sx 183,4 0,506 92,851 Car. Anter. 13 -1,197 -15,561 Totale 385 162,671 0,45 7/17
  • 10. Introduzione Caratteristiche Prestazioni Organizzazione Conclusioni Caratteristiche della propulsione o Rotax 912 ULS o Elica Gt-2/173/ VRR-FW 101 SRTC 8/17
  • 11. Introduzione Caratteristiche Prestazioni Organizzazione Conclusioni Volo orizzontale rettilineo 9/17
  • 12. Introduzione Caratteristiche Prestazioni Organizzazione Conclusioni Volo in salita 10/17
  • 13. Introduzione Caratteristiche Prestazioni Organizzazione Conclusioni Volo in salita Calcolo della quota di tangenza teorica Zt 11/17
  • 14. Introduzione Caratteristiche Prestazioni Organizzazione Conclusioni Volo non propulso 12/17
  • 15. Introduzione Caratteristiche Prestazioni Organizzazione Conclusioni Autonomie o Oraria o di Durata o Chilometrica o di Distanza 13/17
  • 16. Introduzione Caratteristiche Prestazioni Organizzazione Conclusioni Organizzazione di produzione PROTOTIPO PRESERIE 14/17
  • 17. Introduzione Caratteristiche Prestazioni Organizzazione Conclusioni Organizzazione di produzione Impianti Fusoliera di Bordo Carrello Gruppo Posteriore Motore Frenante Allestimento Elettrico Idraulico Struttura Cabina AnterioreBalestra Ruote Cabina Castello Supporti Strumentale Braccio Cono di Motore Motore Rivestimento Ruota Coda Motore Cabina Traliccio Comandi Ammortizzatore Madieri Ordinate Correnti Superfici Rivestimenti Ala Cloche trasparenti Rivestimento Semiala Dx Impennaggi Pedaliera Alettone Semiala Sx Correnti Centine Controventatura Attacchi Flap Deriva Serbatoio Stabilizzatore alari Tip Alari Rivestimento Longheroni 15/17
  • 18. Introduzione Caratteristiche Prestazioni Organizzazione Conclusioni Organizzazione di produzione o Prelievo lamiera ed attrezzature o Taglio della lamiera o Contornatura e foratura o Formatura a freddo o Controllo dimensionale e di qualità o Sgrassaggio e pulitura o Eventuale trattamento termico o Calibratura o Verifica a campione di HRB e conducibilità elettrica o Successiva pulitura o Verniciatura con primer o Collaudo finale 16/17
  • 19. Introduzione Caratteristiche Prestazioni Organizzazione Conclusioni Conclusioni Prestazioni del velivolo: πno(min) ~ 18 [hp] Vmax ~ 220 [km/h] RCmax 5 [m/sec] γmax 19,8° Zt ~ 6 [km] γmin 4,47° t 5,68 [h] s 1070 [km] 17/17
  • 20. Introduzione Caratteristiche Prestazioni Organizzazione Conclusioni Sviluppi futuri Si è deciso di offrire tra gli optional anche un’elica tripala in composito, sia a passo fisso che a passo variabile (a terra ed in volo), per le quali sarebbe interessante analizzare le prestazioni del velivolo.
  • 21. Grazie per la cortese attenzione