Nel presente lavoro è stato svolto uno studio che ha condotto a definire le caratteristiche aerodinamiche e aeromeccaniche di una configurazione di velivolo PrandtlPlane.

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Nel presente lavoro è stato svolto uno studio che ha condotto a definire le caratteristiche aerodinamiche e aeromeccaniche di una configurazione di velivolo PrandtlPlane.

Partendo dai risultati emersi in precedenti studi, dove il velivolo aveva mostrato alcune problematiche inerenti la fase di bassa velocità, è stata condotta un’analisi sistematica sui principali parametri aerodinamici della configurazione.

Inizialmente è stato effettuato uno studio sulla tipologia di profili più opportuna per questo velivolo, ridiscutendo le precedenti scelte che erano volte ad esaltare le prestazioni di alta velocità. Con l’obbiettivo di privilegiare le caratteristiche di sicurezza alle alte incidenza, il precedente profilo NACA 64-215 è stato sostituito con il GOE-398, che presenta un migliore comportamento nei confronti dello stallo.

A questo è seguito uno studio, a carattere bidimensionale, sulla sezione longitudinale di fusoliera che, data la particolare linea, può essere trattata (in prima analisi) come un profilo. Tale studio ha messo in evidenza un comportamento della fusoliera non lineare (in termini di momento) che si manifesta alle alte incidenze e fortemente legato al numero di Reynolds; sulla base di questi risultati la fusoliera è stata modificata radicalmente.

Successivamente è stato implementato un modello di calcolo mediante il solutore a pannelli AVL, appartenente alla famiglia dei “Vortex Lattice Methods”;

la scelta di privilegiare uno strumento come il codice a pannelli, rispetto al solutore CFD FLUENT, è dettata principalmente da due aspetti:

- Durante la fase preliminare di concepimento di una nuova configurazione

è importante poter valutare un elevato numero di architetture, in modo

da individuare i principali parametri che governano il comportamento del

velivolo e, conseguentemente poter intervenire con modifiche mirate e

sistematiche. In questa ottica il solutore a pannelli appare lo strumento

più indicato in quanto, grazie alle sue caratteristiche di leggerezza

computazionale permette di risparmiare elevati tempi macchina se

confrontato con il solutore CFD classico.

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- Il regime di flusso in cui si trova ad operare il velivolo PP-ULM è prettamente subsonico (M=0.2), dove l’ipotesi di flusso laminare può essere assunta valida. In tale ottica un analisi di tipo Euleriano appare più efficiente (in termini generali) se effettuata con un solutore a pannelli invece di un solutore CFD.

Attraverso il solutore a pannelli sono stati quindi individuati i principali parametri di intervento, per poter definire una nuova configurazione PP-ULM, stabile ed equilibrata, sia in alta velocità che in bassa velocità.

Fissati pertanto i vincoli di progetto in termini di requisiti ponderali, prestazioni in volo di crociera e prestazioni ad alte incidenze, mediante un algoritmo iterativo è stata definita una nuova architettura PP-ULM, capace di soddisfare i vincoli regolamentari (R.A.I. VEL) in termini di velocità massima di stallo di 20.83 m/s, mostrando potenzialità di poter operare al di sotto di tale limite, sino a 19 m/s ancora con piccoli angoli di incidenza (10-12 deg), utilizzando dispositivi di ipersostentazione semplici tipo plain flap.

Sebbene il requisito imposto sulla posizione avanzata dei piloti, al fine di garantire una visuale sgombera da qualsiasi ostacolo, sia in conflitto con l’equiripartizione di portanza fra le due superfici tale assunzione, che per un velivolo di grandi dimensione assume carattere prioritario, in questo contesto può essere trascurata a favore della sicurezza; l’aspetto della sicurezza è stato assunto come prioritario per la configurazione PrandtlPlane in oggetto.

La configurazione adottata non è la unica possibile, infatti altre configurazioni caratterizzate da dispositivi di ipersostentazione più efficienti (tipo fowler flap) possono ridurre ulteriormente la velocità di atterraggio, a favore di standard di sicurezza sempre più elevati.

Interessanti aspetti emergono anche dalla valutazione sul comportamento del PP nella dinamica di corto periodo, dove il velivolo ha mostrato capacità di risposta alle perturbazioni tali da garantire buoni livelli di comfort.

Altri aspetti degni di valutazione possono riguardare l’eventuale collocazione di un motore in asse, che rispetto alla configurazione studiata ridurrebbe notevolmente la coppia introdotta dal propulsore.

Infine anche l’impiego di dispositivi di bordo d’attacco, tipo slats,

permetterebbe di innalzare il CL

in fase di atterraggio, permettendo così di

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ridurre la superficie alare ed eventualmente gettare le basi per una

configurazione idrovolante capace di decolli e atterraggi corti.