1.2 Caratteristiche generali degli aerei

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1 PREMESSA Premessa La presente tesi descrittiva-bibliografica si propone di trattare un argomento di carattere puramente aeronautico, quale può essere l organizzazione della manutenzione di un aeromobile, in questo caso il Fokker 100, in una compagnia aerea, che nella citata tesi è l Alpi Eagles S.p.a. Il lavoro è stato svolto, appunto, presso la compagnia aerea Alpi Eagles S.p.a. con sede Legale ed Amministrativa a Marcon (Ve) e base tecnica presso l Aeroporto Marco Polo di Venezia, dove la Società Alpi Eagles S.p.a., con contratto di affitto con la Società di gestione aeroportuale SAVE, dispone di uffici e locali di lavoro. Da supporto a questa parte puramente tecnica, si presenta una sezione introduttiva, costituita dai primi due capitoli, in cui vengono esposti gli argomenti necessari alla comprensione della successiva parte in cui vengono presentati i risultati raggiunti. In particolar modo, nella sezione introduttiva, si descrivono l aeromobile con le varie definizioni, caratteristiche generali, e in più un breve cenno sulla compagnia aerea dove ho svolto lo stage e la tesi, e una panoramica sulle normative vigenti nel mondo aeronautico, mentre nei restanti capitoli, si tratta più in dettaglio sulla manutenzione di un aeromobile in generale, e poi nel dettaglio della manutenzione che l Alpi Eagles S.p.a. svolge sul Fokker 100. Con questa tesi non si ha assolutamente la pretesa di dare una visione completa sulla tematica trattata, però si spera per lo meno che gli argomenti esposti appaiano chiari ed esaurienti. A questo proposito, mi scuso da subito per eventuali mancanze nell esposizione di tali argomenti e per possibili errori di stampa. Colgo l occasione per esprimere i più vivi ringraziamenti nei riguardi della Alpi Eagles S.p.a. in particolare nella persona dell Ing. V. Perotti e dei tecnici G. Deleo e R. Cappellina, per il supporto strumentale e per i dati tecnici gentilmente concessimi. - I -

2 Inoltre, un particolare pensiero va al mio Relatore Prof. Ing. Piero Bonicelli della Vite, per i preziosi suggerimenti che mi sono stati forniti. Per finire con i vari ringraziamenti desidero farne uno in particolare al mio amico N. De Rito per i suoi validi consigli e aiuti sulla parte grafica della Tesi. - II -

3 1.1 Definizioni L aeromobile, detto anche più brevemente aereo, è ogni apparecchio idoneo a sollevarsi, sostenersi e muoversi nell atmosfera, per mezzo della reazione dell aria. Tale sostentazione può essere di natura statica (spinta di Archimede), se dovuta all effetto delle pressioni indipendentemente dal moto rispetto all aria, oppure di natura dinamica, se dovuta all effetto delle pressioni e depressioni che si esercitano sulle superfici dell aeromobile, o su parti (ali) di esso, in conseguenza del moto relativo aria-aereo. Secondo questo criterio gli aerei si distinguono in aeromobili a sostentazione prevalentemente statica (aerostati) e in aeromobili a sostentazione prevalentemente dinamica (aerodine). 1.2 Caratteristiche generali degli aerei Descrizione dell aeroplano L aeroplano è un aeromobile che trae la propria capacità di sostentazione, a terra dal carrello, in volo dal sistema alare soggetto all insieme di pressioni e depressioni provocate dalla sagoma del profilo alare in moto relativo rispetto all aria. In un aeromobile sono presenti diverse forze contemporaneamente: il peso dell aereo (peso proprio più carichi vari, combustibili, di servizio e paganti), la spinta propulsiva data dagli organi propulsori (eliche, jets), la resistenza al moto (dell aria, sempre presente, e di rotolamento delle ruote, solo a terra) ed infine le reazioni di sostentazione che si sviluppano sotto le ruote nella fase a terra e sulle ali (portanza) nella fase di volo. Questo insieme di forze (Fig. 1.1) deve dare origine ad un sistema in equilibrio, in modo tale da permettere il moto dell aereo nelle condizioni volute per assicurare l effettuazione del trasporto nelle condizioni di sicurezza e regolarità. 1

4 Fig Sistema di forze agenti sull aereo Le parti principali che costituiscono un aeromobile, e le relative funzioni, sono (elencate in Fig. 1.2) l Ala, i Piani di coda (o Impennaggi), la Fusoliera, il Gruppo Motopropulsore, il Complesso di atterraggio e i Compensatori. L ala, consente la sostentazione aerodinamica del velivolo ed ha di solito i serbatoi del carburante; è costituita da due parti, rigidamente unite alla fusoliera, chiamate semiala sinistra e semiala destra, ed è provvista di elementi mobili complementari, i più importanti dei quali sono i flaps e gli alettoni, che permettono rispettivamente di avere una maggiore superficie alare allo scopo di aumentare la portanza, e di controllare i movimenti dell aeromobile intorno al suo asse longitudinale. I piani di coda, invece, assicurano la stabilità del velivolo e la manovrabilità intorno all asse verticale ed a quello trasversale; sono formati da due elementi orizzontali e da uno verticale, ognuno composto da una parte fissa, denominata "piani fissi orizzontali" e "piano fisso verticale" il quale consentono la stabilità dell aeromobile, e da una parte mobile, chiamata "piani mobili orizzontali" e "piano mobile verticale". I piani mobili orizzontali, permettono di verificare i movimenti dell aeroplano intorno all asse trasversale, mentre il piano 2

5 mobile verticale, consente di controllare i movimenti del velivolo intorno all asse verticale. La fusoliera è la parte dell aeromobile che collega l ala ai piani di coda ed è anche sede sia dei comandi di volo che dell equipaggio. Il gruppo motopropulsore, invece, procura all aeroplano la spinta per i suoi movimenti a terra, la velocità sufficiente per il sostentamento nonché per il raggiungimento e il conseguente mantenimento della quota di volo prefissata. Il complesso di atterraggio sostiene l aeromobile quando tocca terra e consente di svolgere sia il decollo che l atterraggio nonché il rullaggio; è costituito da un carrello principale e da uno anteriore, disposti con il sistema a triciclo. Infine i compensatori sono posti sugli elementi mobili dell ala e dei piani di coda e servono per correggere leggere anomalie di assetto dell aeromobile; tali anomalie possono essere causate da diversi fattori, quali fattori atmosferici e aerodinamici, da variazioni delle condizioni di bilanciamento dell aereo durante il volo, oppure dalla ripartizione del carico a bordo. Fig Parti essenziali e assi di riferimento di un aereo 3

6 L aereo, con tutti i suoi maggiori componenti strutturali e aerodinamici, è descritto in Fig. 1.3, e può distinguersi in tre sottosistemi principali: la "fusoliera", che è il corpo che ha i sistemi di guida e controllo del moto, ed i carichi sia utili che di servizio, il "motopropulsore", formato dai motori, e infine il "sistema di sostentazione e guida", costituito dalle ali e piani di coda nel moto in aria, e dal carrello nel moto a terra. Fig Descrizione dell aereo tipo 4

7 1.2.2 Forma e dimensioni caratteristiche degli aerei Per quanto riguarda le dimensioni caratteristiche degli aerei in Tab. 1.1 sono riportate le dimensioni tipiche di alcuni velivoli, mentre in Tab. 1.2 quelle di alcuni rodiggi. CLASSE DI LUNGHEZZA LUNGO TIPO DI AEREO BOEING 747 LOCKHEED TRISTAR L011 MCDONNEL LUNGHEZZA FUORI TUTTO (METRI) 70,66 50,05 ALTEZZA MASSIMA (METRI) 19,33 16,87 APERTURA ALARE (METRI) 59,64 50,09 DUGLAS DC9 / MD80 45,06 9,04 32,87 AIRBUS A300 54,08 16,62 44,84 TUPOLEV MEDIO LUNGO TU154 BOEING ,90 48,51 11,40 15,85 37,35 47,57 BOEING 737/300 33,40 11,13 28,88 MCDONNEL DUGLAS MD 87 : 90 39,75 9,30 32,87 MEDIO CORTO AIRBUS A310 FOKKER ,66 35,53 15,80 8,50 43,89 28,08 Tab Dimensioni di alcuni aerei 5

8 CLASSE DI LUNGHEZZA TIPO DI AEREO CARREGGIATA CARRELLO (METRI) PASSO CARRELLO (METRI) LUNGO MEDIO LUNGO BOEING 747 LOCKHEED TRISTAR L011 MCDONNEL DUGLAS DC9 / MD80 AIRBUS A300 TUPOLEV TU 154 BOEING 767 BOEING 737 / 300 MCDONNEL DUGLAS MD 87 : 90 11,00 25,60 18,90 5,08 22,07 9,60 18,60 11,50 18,92 9,30 19,69 5,23 12,45 5,08 19,18 MEDIO CORTO AIRBUS A310 FOKKER 100 9,60 5,04 15,21 14,01 Tab Carrelli (rodiggi) di alcuni aerei Le forme e le caratteristiche di un aereo, invece, sono indicate in Fig. 1.4, così come in Fig. 1.5 è indicato lo spazio d ingombro planimetrico dell aeromobile durante una rotazione intorno al punto O con raggio di volta minima. 6

9 Fig Caratteristiche dell aereo tipo Fig Ingombro dell aereo in rotazione con raggio di volta minimo 7

10 1.2.3 La struttura La fusoliera è l elemento di contenimento e di trasporto del carico pagante. La sua struttura ha una forma cilindrica e la sua armatura è ottenuta da un insieme di travi longitudinali, chiamati "correntini" e da cerchiature circolari, chiamate "ordinate". La loro presenza ha le seguenti motivazioni: - necessità di resistere alle sollecitazioni come le depressioni ad alte quote, flessioni longitudinali dovuti ai carichi distribuiti e degli appoggi concentrati nonché dalle torsioni per effetto di sollecitazioni diversificate sulle ali; - necessità di contenere un certo tipo di carico che ha bisogno di una superficie piana di appoggio che è costituita da longheroni e travi trasversali i quali provocano anche un effetto di irrobustimento della struttura; - possibilità di sfruttare gli spazi residui sottostanti il pavimento per il trasporto di oggetti minori come i bagagli dei passeggeri, o di contenitori opportunamente sagomati. Il corpo cilindrico è costituito, come si vede dalla Fig. 1.6, da un insieme di correntini (longitudinali) bloccati fra loro da anelli, detti "ordinate". All interno, il corpo cilindrico, è attraversato, orizzontalmente, da un pavimento che suddivide lo spazio in due parti: una parte superiore dove vengono posti i passeggeri negli aerei civili o il carico merci in quelli cargo, ed una parte inferiore dove vengono sistemati i bagagli dei passeggeri o altra parte del carico merci, utilizzando dei speciali containers di forma trapezoidale. Il pavimento, formato da una orditura di longheroni longitudinali e di travi trasversali, contribuisce all irrigidimento della struttura cilindrica, soprattutto per gli effetti torsionali. L aereo, in generale, può essere schematicamente ridotto per lo studio del problema del trasporto nonché del carico/scarico a terra, ad un corpo cilindrico contenente il carico utile, appoggiato sul triciclo (a terra) o sulle ali (in volo), comprendente la cabina di pilotaggio così come altri vani di servizio. 8

11 Fig Struttura portante dell aereo Il combustibile viene inserito nelle ali con l obbiettivo di mantenere bilanciato l aereo al variare del peso del combustibile durante il volo, a causa del consumo. 9