I
Indice
SommarioRingraziamenti
Introduzione 1
Capitolo 1 Il modello aerodinamico per la simulazione della dinamica del
volo 6
1.1 Le forze, i momenti aerodinamici 6
1.2 I coefficienti aerodinamici 7
1.3 Le variabili che influenzano i coefficienti 8 1.4 Osservazioni sul modello completo e relazioni funzionali 11
1.5 Equazioni del moto non lineari 16
1.6 Modello di calcolo 18
Capitolo 2 Metodi per la stima dei parametri aeromeccanici 19
2.1 Calcolo dei coefficienti 19
2.1.1 Ipotesi di calcolo 20
2.2 Derivate aerodinamiche del piano longitudinale 21
2.2.1 Derivate di stabilità rispetto all’incidenza α: CLα,CDα,Cmα 21
Calcolo del coefficiente CLα 21
Parametri necessari per il calcolo del coefficiente CLα e reperibilità di tali valori 25
L’allungamento alare 25
Dati geometrici 25
Gli angoli di freccia 26
Il termine di downwash 26
La polare del velivolo completo 28
II
Calcolo del coefficiente di resistenza parassita CD0 29
Valutazione del CDα 34
Polare di bassa velocità 36
Full-span flap 37
Part-span flap 39
Calcolo del coefficiente Cmα 41
Valutazione della posizione del punto neutro (o centro aerodinamico) 41
Centro aerodinamico per la configurazione di ala pulita 44
Centro aerodinamico per la configurazione di ala-fusoliera 45
Applicabilità del metodo di calcolo del Cmα 48
2.2.2 Derivate di stabilità rispetto alla velocità u: CLu, CDu, Cmu 49
Calcolo del coefficiente CLu 49
Calcolo del coefficiente CDu 50
Calcolo del coefficiente Cmu 52
2.2.3 Derivate di stabilità rispetto alla velocità angolare di beccheggio q: CLq, CDq, Cmq 53
Calcolo del coefficiente CLq 53
Calcolo del coefficiente CDq 54
Calcolo del coefficiente Cmq 55
2.2.4 Derivate di stabilità rispetto alla variazione dell’incidenza α&: L C α& , CDα& , Cmα& 57
Calcolo del coefficiente CLα& 57
Calcolo del coefficiente CDα& 59
III
2.2.5 Derivate di stabilità CLδF, CLδe, Cmδe 60
Calcolo del coefficiente CLδF 60
Calcolo del coefficiente CLδe 66
Calcolo del coefficiente Cmδe 66
2.3 Derivate aerodinamiche del piano latero-direzionale 67
2.3.1 Derivate di stabilità rispetto all’angolo di imbardata β: Cyβ, Clβ
,
Cnβ 69Calcolo del coefficiente Cyβ 69
Calcolo del coefficiente Clβ 76
Calcolo del coefficiente Cnβ 86
2.3.2 Derivate di stabilità rispetto alla velocità angolare di rollio p: Cyp, Clp, Cnp 90
Calcolo del coefficiente Cyp 90
Calcolo del coefficiente Clp 91
Calcolo del coefficiente Cnp 94
2.3.3 Derivate di stabilità rispetto alla velocità angolare di imbardata r: Cyr, Clr, Cnr 100
Calcolo del coefficiente Cyr 100
Calcolo del coefficiente Clr 100
Calcolo del coefficiente Cnr 105
2.3.4 Derivate di controllo laterale: Clδa, Cnδa 108
Calcolo del coefficiente Clδa 108
IV
2.3.5 Derivate di controllo direzionale: Cyδr, Clδr, Cnδr 116
Calcolo del coefficiente Cyδr 116
Calcolo del coefficiente Cyδr 117
Calcolo del coefficiente Cnδr 117
Capitolo 3 118
3.1 Verifica dei livelli di approssimazione 118
3.2 Risultati per i velivoli NT33A, DC9 e B747 122
3.3 Condizioni di volo 127 3.4 Piano longitudinale 128 Il coefficiente CLα 128 Il coefficiente CDα
131 Il coefficiente Cmα
133 Il coefficiente Cmq
135 Il coefficiente CLq
137 Il coefficiente CLα&
139 Il coefficiente Cmα&
140 Il coefficiente CLδe
142 Il coefficiente Cmδe
144 Piano latero-direzionale 147 Il coefficiente Cyβ 147 Il coefficiente Clβ 150 Il coefficiente Cnβ 152 Il coefficiente Cyp 155 Il coefficiente Clp 156 Il coefficiente Cnp 159
V Il coefficiente Cyr 161 Il coefficiente Clr 162 Il coefficiente Cnr 164 Il coefficiente Clδa 166 Il coefficiente Cnδa 169 Il coefficiente Cyδr 171 Il coefficiente Clδr 174 Il coefficiente Cnδr 176
3.4 Conclusione sulla valutazione dei risultati 179
Conclusioni 181
Appendici 184
Appendice 1 185
A1.1 NT33A 189
Derivate del piano longitudinale 189
Derivate del piano latero-direzionale 195
A1.2 DC-9 202
Derivate del piano longitudinale 202
Derivate del piano latero-direzionale 207
A1.3 B747 214
Derivate del piano longitudinale 214
Derivate del piano latero-direzionale 220
Appendice 2 229
A2.1 Come usare il programma di calcolo 229
A2.2 File di input 230
A2.3 La struttura del programma 236
