1MECCANICA DEL VOLO - MODULO PRESTAZIONI Esempio esame scritto – Tempo a disposizione 2 ore e 30 minuti PARTE 1 (tempo indicativo 30-45 minuti)

1 MECCANICA DEL VOLO - MODULO PRESTAZIONI

Esempio esame scritto – Tempo a disposizione 2 ore e 30 minuti PARTE 1 (tempo indicativo 30-45 minuti)

1-1 Un velivolo è caratterizzato da un CDo=0.025 ed una superficie alare caratterizzata da S=20 m

, b=14 m. Qual è la massima efficienza aerodinamica del velivolo ? Se il peso del velivolo è 1000 Kg, qual è la minima resistenza del velivolo a quota 0 ? E a quota 5000 m ?

1-2 Dimostrare che nel punto A il CD=4/3 CDo

1-3 Ricavare l’espressione del raggio di virata mostrando graficamente le forze agenti sul velivolo in virata

1-4 Ricavare l’espressione dell’autonomia di distanza di un velivolo propulso ad elica. Partire dalla definizione di

consumo specifico.

2 PARTE 2 (tempo indicativo 2 ore)

Dato un velivolo ultraleggero tipo P92 caratterizzato dai seguenti dati :

Wto(peso massimo velivolo)=450 Kg S=13 m

b=10 m CDo=0.025 e=0.80 CL

(pulito) = 1.50 W

(peso combustibile) = 40 Kg

Π

= 100 hp η

= (rendimento elica) =0.7 SFC=0.6 lb/(hp h) (Motore a pistoni).

Per alcuni calcoli bisogna considerare un particolare punto caratteristico della polare.

a) Valutare i coefficienti (CL, CD ed E) nei punti caratteristici della polare e velocità, spinta e potenza necessarie in tali punti alla quota di crociera di 1000 m (Fare una tabellina riepilogativa)

b) Valutare la velocità massima col metodo iterativo alla quota di 1000 m.

c) In corrispondenza di tale velocità valutare la resistenza totale del velivolo, la resistenza parassita e quella indotta. Se il velivolo vola con solo 1 passeggero, con peso massimo pari a 370 Kg, quale delle due resistenze risulterà variata e di quanto ?

d) Valutare il massimo rateo di salita del velivolo al livello del mare ipotizzando rendimento propulsivo costante Dato un velivolo a getto BIMOTORE caratterizzato dai seguenti dati

W=60000 Kg S=120 m

b=33 m CDo=0.018 e=0.80 CL

(pulito) = 1.50 CL

=2.0 W

(peso combustibile) = 12000 Kg

T

= (spinta massima al decollo di ogni motore) 8000 Kg (Quindi 2 x 8000=16000 Kg) (Motori turbofan) SFCJ=0.6 lb/(lb h)

e) Valutare la massima autonomia di distanza del velivolo alla quota di crociera di 9000 m.

f) Calcolare la corsa di decollo (corsa al suolo + involo) del velivolo considerando la spinta in corrispondenza di 0.7 V

(con V

=1.1 V

) dal grafico e considerando tutte le forze agenti mediamente costanti e pari al loro valore in corrispondenza di V = 0 . 70 ⋅ V

. (domanda da 4 punti)

Si assumano i seguenti dati :

Δ CDo (carrelli + flap) = 0.030 K

(riduzione resistenza indotta per effetto suolo) = 0.90 μ = coeff attrito volvente =0.030 CL

(CL di rullaggio) = 0.70

Assumere, per la corsa di involo, una velocità media pari a 1.15 V

e un fattore di carico pari a 1.19.

Per la corsa al suolo partire dalla relazione :

∫

∫ ⁼

=

V

0 V

0

G

a

dS VdV

S e legare l’accelerazione a tutte le forze agenti

Assumere l’integrando (accelerazione) costante (metodo 2) e pari al valore in corrispondenza di V=0.70 V

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FORMULE E GRAFICI DA CONSULTARE Tabella Aria tipo

CONVERSIONE Lunghezze

1 nm = 1852 m = 1.852 Km 1 Km=0.540 nm

1 inch = 2.54 cm 1 ft = 0.3048 m 1m = 3.2808 ft Velocita'

1 kts = (nm/hr) = 1.852 Km/hr

1 ft/sec = 1.09728 Km/hr 1 ft/sec = 0.5925 Kts 1 Kts = 1.688 ft/sec 1 ft/min = 0.009875 Kts

Pesi o forze

1 Kp =9.81 N 1 lb = 0.45359 Kp 1 Kp = 2.2046 lbs Pressione

1 psf = (lbs/ft2) = 4.8824 kp/m2 1kg/m2 = 0.20482 psf 1 psf = 47.88 N/m

1 Pa = 1 N/m

= 0.02088 psf

Potenze

1 Hp = 746 W = 0.746 KW 1 KW = 1.34 Hp

4

0 100 200 300 400 500 600

0.90 1.00 1.10 1.20 1.30

Kv

V [Km/h]

EFFETTO RAM MOTORE TURBOELICA Kv = 1.00 – 0.0014 * (V/100) +0.00827 * (V/100)

SPINTA TURBOFAN IN DECOLLO