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 Nel piano spinta velocità di volo se la spinta necessaria si interseca in due punti con la spinta disponibile dove si avrà equilibrio stabile e perché?.

1-2 Un velivolo ad elica è caratterizzato da una certa autonomia di distanza. Viene sostituito il motore con uno nuovo caratterizzato da un consumo specifico inferiore del 20%. Le dimensioni del nuovo motore causano un incremento di Cdo del 21%. Come sarà variata l’autonomia di distanza del velivolo?

1-3 Un aliante caratterizzato da un peso massimo al decollo di 1000 kg ha un efficienza aerodinamica massima di E

=30, quale sarà la sua massima distanza percorribile in volo librato partendo da una quota di 1000 m? Come varia tale distanza se il velivolo decolla con carico pagante ridotto e quindi con un peso massimo pari a 900 kg?

1-4 Dimostrare che l’efficienza nel punto P è uguale a 3 / 2 E

.

2 PARTE 2 (tempo indicativo 2 ore)

Dato un velivolo monomotore ad elica tipo Cessna 172 caratterizzato dai seguenti dati : W=1100 Kg S=16.17 m

b=11 m CDo=0.025 e=0.80 CL

(pulito) = 1.50 W

(peso combustibile) = 150 Kg

Π

= 160 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 punti caratteristici DELLA POLARE (CL, CD, E) e velocità, spinta e potenza necessarie in tali punti alla quota di crociera di 2000 m.

b) Valutare la velocità massima col metodo iterativo alla quota di 2000 m.

c) Valutare la massima autonomia di distanza del velivolo e stimare la velocità (assumendo W=1100 Kg) che il velivolo deve avere a 3000 m per coprire la massima distanza.

d) Valutare il massimo rateo di salita al livello del mare

Dato un velivolo a getto BIMOTORE tipo Cessna Citation caratterizzato dai seguenti dati

W=4800 Kg S=22.30 m

b=14.26 m CDo=0.017 e=0.80 CL

(pulito) = 1.40 CL

=2.4 W

(peso combustibile) = 1460 Kg

T

= (spinta massima al decollo di ogni motore turbofan ) 860 Kg (assumere quindi T

1720 Kg ) SFCJ=0.7lb/(lb h)

e) Valutare il rateo di salita del velivolo al livello del mare in corrispondenza del punto E

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

3

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