Anno:periodo5:2 Lezioni,esercitazioni: 4/6+2/4(ore settimanali) Docente:Piero Gili
Il corso si propone di indicare le problematiche principali della Sperimentazione di Volo e approfondire alcuni argomenti connessi con le prove di volo finalizzate ad ottenere indicazioni nel campo delle strutture e della meccanica e della dinamica del volo.
Dopo una parte introduttiva in cui sipresentano i problemi,nelle prove divolo,relativi alle misuredella velocità,della temperatura e dell'angolodi incidenza e si forniscono allo studente le nozioni fondamentali sullecaratteristiche, le problematiche, i possibilierrori dei sistemi di misura e dei relativicircuiti di acquisizione, vengono affrontati i campi specifici di interesse. nella sperimentazione di volo:le prestazioni di volo in parametri adimensionati, le prove strutturali, le prove ad alta incidenza, i metodi classici per determinare quelle derivate aerodinamiche che intervengono nel moto longitudinalee latero-direzionale.
Vengono anche fatti alcuni cenni sulle possibili indagini, con prove di volo, su fenomeni vibratori.
REQUISITI
È opportuno essere a conoscenza dei concetti fondamentali della Meccanica applicata, dell'Aerodinamica,delle Costruzioni aeronautiche, della Meccanica e della Dinamica del volo.
PROGRAMMA
Il programma dettagliato del corso è di seguito riportato. Sono indicati anche,per ciascun argomento principale del corso,il numero orientativo di ore necessario a svolgere,a lezione, detti argomenti.
Misuradella velocità, della temperatura e dell'angolo di incidenza. [16 ore]
L'atmosfera di riferimento, le quote, la riduzione all'atmosfera standard; misura della velocità, flusso incompressibile e compressibile; il numero di Mach, regime supersonico, operazione di rilievo e misura del numero di Mach; velocità rispetto all'aria, velocità equivalente,velocità calibrata,velocità vera,considerazioni sulla misura dellavelocità;errore di posizione, Nose Boom System, Wind Boom Syst em, altri sistemi,relazioni dell'errore di posizione; relazioni per la correzione della velocità e della quota; metodi di taratura del sistema anemometrico,Low Altitude Speed Course Method, Tower Flyby Method, Pacer Method, Smoke-trail e Contrast-trail Method, Radar Altitude Reference, Trai/ing Devices, Trailing Anemometer:taratura della sonda di temperatura,determinazione del coefficiente di restituzioneK,descrizione ed errori di un trasduttore di TAT; misura dell' angolo di incidenza.
Sistemi di misura. [8 ore]
Generalità sui sistemi di misura delIOe del 20 ordine;sistemidel IO ordine, funzionamento tipico, n'spostaad una funzione di ingresso di forma armonica; sistemi del 20 ordine,moto libero, regime forzato permanente con eccitazione sinusoidale, fase iniziale di un moto eccitato sinusoidalmente, risposta dell'accelerometro nella misura di una accelerazione a gradino, osservazioni particolari sull'influenza dello smorzamento sulle caratteristiche del regimetransitoriò,osservazionieconclusionisulle caratteristichediun accelerometro.
Caratteristiche degliimpiantidi misuraper provedi volo. [18 ore]
Progetto del sistema di strumentazione; caratteristiche metro logiche del canale di misura, intervallo dimisura,la risoluzione,la precisione statica, la precisione dinamica;misura della temperatura,tipi di sensori,termometria resistenza,termocoppie,applicazionidei trasduttori di temperatura; misuradel flussodi carburante, flussometro a turbina,flussometro a orifizio variabile, flussometro a momento angolare; misuradell'accelerazi one, accelerometri a loop aperto e loop chiuso, il giroscopio d'assetto, il girometro; misura di posizione lineare e angolare;sensoridi pressione,tipologiadei trasdutt orie loroerrori;strumentazione per prove divolo, caratteristiche di unimpianto dimisura,le tecnichedi acquisizione,l'acquisizione di dati dai bus dei sistemi avionici , la ,registrazione magnatica; attrezzature per il condizionament6 del segnale,analisi di una catena di misura e relativierrori. . Determinazionedelpeso,della posizionedelbaricentroe dei momentid'inerzia delvelivolo.
[7 ore]
Peso del velivoloeposizione del baricentro a terra e in volo;metodi per la determinazione dei momentiprincipali d'inerzia delvelivolo.
Prestazionidivolo in parametri adimensionalie generalizzati. [7 ore]
Caratteristiche di un turbogetto, turbogetto isolato, turbogetto installato sul velivolo in volo; prestazion igeneralizzate di unvelivolo, volo orizzontale,caratteristiche di salita,autonomia oraria e chilometrica.
Provestrutturali. [12 ore]
Rilevamento dei carichi involo, tecniche di misura dei carichi in volo:estensimetri e pressure plotting, finalità della prova, strumentazione, taratura, condizioni di volo, elaborazione e presentazione dei dati;rilievo dei carichia terra;manovre in volo; prove strutturali dinamiche, finalità delle prove, meccanismo del flutter, calcoli e prove a terra, sperimentazione in volo, l'accelerometro per prove diflutter e vibrazioni,tecniche di eccitazione in volo.
Provedi volo ad alta incidenza. [6 ore]
Caratteristiche generali della vite, l'autorotazione, autorotazione definita, gradi di libertà verticale, orizzontale e al beccheggio; le condizioni di equilibrio;manovre per entrare ed uscire dalla vite; le condizioni di similitudine; prove di vite, prove con modelli controllati via radio,prove al vero,considerazioni sulla sicurezza,progetto del paracadute antivite.
Determinazione di derivateaerodinamiche. [18 ore]
Premessa sull'analisi dei moti di piccola perturbazione;considerazioni generali sul moto di beccheggio, risposta in frequenza ad una eccitazione di tipo sinusoidale di beccheggio, moto oscillatorio libero di beccheggio a comandi'bloccati susseguente ad una eccitazione ad impulso con il comando longitudinale, risposta ad una manovra a gradino, determinazione della risposta·in frequenza mediante l'uso della trasformata di Fourier, determinazione dei coefficienti di risposta di un velivolo mediante l'uso della trasformata di Laplace,' determinazione dei coefficienti di risposta del sistema mediante ilrilievo dei valori simultanei delle variabili di volo,determinazione delle singole derivate aerodinamiche che definiscono le equazioni del moto, determinazione delle derivate aerodinamiche mediante l'analisi delle equazionidel moto; metodi semplificati per la misura di particolari derivate aerodinamiche, determinazione della derivata del coefficiente di momento di beccheggio fatta rispetto all'angolo di derapata,determinazione della derivata del coefficiente di portanza fatta rispetto all'angolo di incidenza, determinazione della derivata del coefficiente di momento di beccheggio fatta rispetto all'angolo di incidenza, determinazione della derivata del coefficiente di momento di beccheggio fatta rispetto al coefficiente di portanza, determinazione delle derivate aerodinamiche di stabilità e di smorzamento col metodo della rappresentazione vettoriale; accenno ai moti latero-direzionali.
ESERCITAZIONI
Non vi è una predefinita suddivisione tra lezioni ed esercitazioni: le esercitazioni si svolgeranno nel momentoin cui il puntoraggiunto dal programmadelle lezioni lo richiederà.
Alcune lezioni ed esercitazioni potranno essere tenute come conferenze da persone dell'industriaesperte nelcampo specifico.
LABORATORIO
Visitaal DipartimentoProve Volo dell'AleniadiCaselle.
BIBLIOGRAFIA
Non esistono libri di testo. Per la consultazione riguardo ad alcune parti del corso SI
consigliano i seguentivolumi:
D.T. Ward,lntroduction to flight test engineering,Elsevier,Amsterdam.
B.Dickinson,Aircrafl stability andcontrai far pilots and engineers,Sir Isaac Pitman & Sons LTD,London.
A.Lausetti,F. Filippi,Elementi di meccanica del volo,Levrotto & Bella, Torino.
A.Lausetti,L'atmosfera in quiete,Levrotto & Bella, Torino.
B.Etkin,Dynamics offlight:stability and contrai,John Wiley& Sons Inc.,New York.
ESAME
L'esame è costituito da un colloquio su alcuni argomenti a scelta fra quelli del corso, negli appelli fissati secondo il calendario e le regole della Facoltà.