PROGETTO DELL ALA. I sistemi di Ipersostentazione (High-Lift Devices)

Documenti analoghi
Lezione 4: I profili alari e le forze

COMANDI DI VOLO GLI AEROMOBILI SONO DOTATI DI SUPERFICI MOBILI CHE PROVVEDONO ALLA MANOVRABILITA ED AL CONTROLLO DURANTE IL VOLO.

IL DROOP NOSE OUTLINE:

Questionario di esame per L'ATTESTATO DI VOLO DA DIP. O SPORT. ELICOTTERO Ref

Usando il pendolo reversibile di Kater

Kit Linea Vita. Scheda progettisti. Kit Linea Vita. Verifica del fissaggio Disegno piastre base Calcolo dell altezza minima d installazione

Esercitazione 5 Dinamica del punto materiale

Normative sulla Tenuta dei Serramenti ad Aria, Acqua e Vento

Laboratorio di AEROTECNICA

APPLICATION SHEET Luglio

7.2 Controlli e prove

nava NPP30 - Manuale Utente CALIBRAZIONE DELLA PRESSIONE Manuale Operativo

. Si determina quindi quale distanza viene percorsa lungo l asse y in questo intervallo di tempo: h = v 0y ( d

Politecnico di Bari I Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Meccanica ENERGIA EOLICA

(Preventivatore Veicoli a Motore) MANUALE D USO. Aggiornamento maggio 2007

Carichi unitari. Dimensionamento delle sezioni e verifica di massima. Dimensionamento travi a spessore. Altri carichi unitari. Esempio.

CONVERTITORI DIGITALE/ANALOGICO (DAC)

Sez. J.1 Sistemi e tecnologie ad aria compressa, di ausilio alla produzione SISTEMI DI RAFFREDDAMENTO TUBI VORTEX FRIGID-X TM VORTEX TUBE

A. Maggiore Appunti dalle lezioni di Meccanica Tecnica

Indice di rischio globale

Effetti dei Vortex Generators rilevati e pubblicati su riviste specializzate.

Le molle. Costruzione di Macchine 2 Prof. Stefano Beretta Chiara Colombo

RESISTENZA E PORTANZA. P. Di Marco Termofluidodinamica Appl. RP-1

Inflazione e Produzione. In questa lezione cercheremo di rispondere a domande come queste:

PROVE SULLA MACCHINA A CORRENTE CONTINUA

Il modello generale di commercio internazionale

GESSI PER L INDUSTRIA CERAMICA

I processi di tempra sono condotti sul manufatto finito per generare sforzi residui di compressione in superficie. Vengono sfruttate allo scopo

Sensori a effetto Hall bipolari con ritenuta stabilizzati e non stabilizzati con circuito chopper

Questionario di esame per L'ATTESTATO DI VOLO DA DIP. O SPORT.

= 0,375 cioè ω = 136

RAGGIUNGIBILITA PRIMARIO SISTEMA ANTICADUTA: Dall accesso deve potersi trovare un ancoraggio in grado di garantire all operatore la sicurezza prima

TECNICA DELLE COSTRUZIONI: PROGETTO DI STRUTTURE LE FONDAZIONI

L idea alla base del PID èdi avere un architettura standard per il controllo di processo

IL DIMENSIONAMENTO DEGLI IMPIANTI IDROSANITARI Miscelatori e riduttori di pressione

Il polo magnetico: simulazione nel tempo

STIMA DI MASSIMA DEI LIMITI STRUTTURALI DI PARTI DI MOTORI DIESEL AD INIEZIONE DIRETTA PER L AERONAUTICA

CIRCUITI OLEODINAMICI ELEMENTARI

Capitolo 13: L offerta dell impresa e il surplus del produttore

FISICA DELLA BICICLETTA

IL RISPARMIO ENERGETICO E GLI AZIONAMENTI A VELOCITA VARIABILE L utilizzo dell inverter negli impianti frigoriferi.

Modello generale di trasduttore Come leggere la scheda tecnica di un trasduttore

Contributo dei tamponamenti nelle strutture in c.a. Metodo utilizzato da FaTA-e

Classificazione. Dispensa per istruttori di primo Livello parte seconda

Sistemi di protezione e coordinamento negli impianti elettrici di BT

UNIVERSITA DEGLI STUDI MEDITERRANEA DI REGGIO CALABRIA FACOLTA DI INGEGNERIA LAUREA MAGISTRALE INGEGNERIA CIVILE

Sistemi di bloccaggio idraulici -- Mandrini idraulici

Esercitazione di Laboratorio - Leve di genere TITOLO ESERCITAZIONE: VERIFICA DELLE LEGGI DELLE LEVE

Pensione di vecchiaia: ecco i nuovi requisiti di età per ottenerla

SICUREZZA DELLE VIE DI FUGA NEI PICCOLI LUOGHI DI LAVORO

Cenni di geografia astronomica. Giorno solare e giorno siderale.

Impianti di propulsione navale

La propagazione delle onde luminose può essere studiata per mezzo delle equazioni di Maxwell. Tuttavia, nella maggior parte dei casi è possibile

Impianti per il trasferimento di energia

LA CATENA DI ASSICURAZIONE: LA NORMATIVA EUROPEA E I COMPONENTI

RIVELAZIONE DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI. Nelle tecniche di rivelazione delle radiazioni ionizzanti le grandezze da rivelare possono essere diverse:

I criteri di ammissibilità dei rifiuti in discarica e le principali criticità. Valeria Frittelloni ISPRA

La caratteristica meccanica rappresenta l'andamento della coppia motrice C in

Requisiti dei file.pdf dei libri

tel GALLERIA DEL VENTO SUBSONICA

LA CORRENTE ELETTRICA

Prese d aria supersoniche [1-14]

SUL FUNZIONAMENTO DEI PROFILI ALARI

Regole della mano destra.

Sistemi di bonifica dell ambiente

ESAD Sistema di condotte per il controllo del fumo a marchio CE Istruzioni di installazione 08/2013

RADIATORI A CONFRONTO

LE TORRI: DISCOVERY e COLUMBIA

Metodologia di monitoraggio Impianti fotovoltaici

CHRYSO Flexò la tecnologia avanzata per pannelli a taglio termico

INVERTER DI STRINGA POWER ONE AURORA: Dimensionamento del generatore fotovoltaico con Aurora Designer

SENSORI E TRASDUTTORI

Il modello generale di commercio internazionale

BIOMECCANICA A A P r o f. s s a M a r i a G u e r r i s i D o t t. P i e t r o P i c e r n o

Scheduling della CPU. Sistemi multiprocessori e real time Metodi di valutazione Esempi: Solaris 2 Windows 2000 Linux

DETERMINAZIONE DI V S30 ReMi software

Lezione 1. Obiettivi prestazionali e normativa vigente. Laboratorio progettuale (Tecnica delle Costruzioni)

Il PANNELLO A TAGLIO TERMICO

A A BIOMECCANICA. P i e t r o P i c e r n o, P h D

Parte I: Meccanica della locomozione ed armamento

Ragionamento spaziale visivo e percezione

Progetto La fisica nelle attrazioni Attrazione NIAGARA Dati Utili

ebook Linee guida sul locale batterie Seguici su:

COS'E' UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO E COME FUNZIONA

Campo d'impiego Struttura Cambio utensile/pallet Caratteristiche tecniche

VENTILATORI TRL /FRL/FEA

Termodinamica: legge zero e temperatura

GUIDA AL CALCOLO DEI COSTI DELLE ATTIVITA DI RICERCA DOCUMENTALE

RIDURRE I COSTI ENERGETICI!

Integrated Comfort SyStemS

Procedure di calcolo implicite ed esplicite

Indice. 1 La disoccupazione di 6

Regtronic Centraline per energia solare termica

Misuratori di portata TFA per utilizzo con vapore saturo Guida rapida all'installazione

Istruzioni per l uso dei programmi MomCad, TraveCon, TraveFon

Indici di dispersione

Stime sul costo e sugli effetti distributivi di programmi di contrasto alla povertà. Massimo Baldini (CAPP) Daniele Pacifico (CAPP e MLPS)

Preferenza dei pannelli Fotovoltaici a quelli a Liquido refrigerante

Dal 1990 le imprese pagano sempre più imposte

GPS ANTIFURTO SATELLITARE KINGSAT-ITALIA Manuale installazione

Transcript:

PROGETTO DELL ALA Parte III I sistemi di Ipersostentazione (High-Lift Devices)

Perché i dispositivi di ipersostentazione Consentono all ala di soddisfare sia i requisiti di alta che di bassa velocità Forniscono all alaala una sorta di capacità di adattamento Requisiti di crociera (velocità e bassa resistenza): Piccola superficie dell ala (alto carico alare) Profili a piccola curvatura Bassa resistenza Portanza generata con bassi valori del coefficiente di portanza (a causa dell alta velocità) Requisiti di decollo e atterraggio (C Lmax ): Alto coefficiente di portanza e superficie alare richiesti a causa della bassa velocità Velocità di stallo più bassa possibile Bassa resistenza (decollo) / Alta resistenza (atterraggio) Problemi di visibilità del pilota durante l approccio Si noti che per i velivoli da combattimento, i requisiti di manovrabilità richiedono alti valori di C Lmax

Classificazione dei sistemi di ipersostentazione Sistemi di incremento passivo della portanza: Dispositivi i i i del bordo di uscita per incrementare la curvatura (e la superficie alare) Dispositivi del bordo di attacco per prevenire la separazione del flusso e lo stallo Sistemi attivi di incremento della portanza (requisiti per velivoli STOL e VTOL): Uso di flussi provenienti dal motore a getto o ad elica per energizzare il flusso e prevenire la separazione (flap soffiati internamente ed esternamente, soffiamento sul dorso e spinta orientabile) In linea di massima, i dispositivi del bordo di uscita sono usati per raggiungere il C Lmax richiesto, mentre i dispositivi del bordo di attacco sono usati per fornire un margine rispetto allo stallo.

Dispositivi di ipersostentazione del bordo di uscita Semplice. Le prestazioni sono sensibili alla permeabilità (tenuta) della cerniera. (Analogo ad alettoni e spoilers) Semplice come il plain flap. Non sensibile alla tenuta della cerniera. Alta resistenza (non più usato) Uso dello slot per energizzare lo strato limite sulla superficie del dorso. Il progetto ottimale dello slot è fondamentale per l efficienza (coefficiente di portanza aumentato t e resistenza ridotta) del dispositivo iti di alta portanza

Dispositivi di ipersostentazione del bordo di uscita I flap sono prima estratti e poi ruotati (aumenta la superficie alare e la curvatura) Complesso ma efficiente. La possibilità di estendere il flap senza ruotarlo è usata normalmente in decollo, dove è importante una bassa resistenza. Variazioni di crescente efficienza e complessità del Fowler e del flap a singolo slot. Il flap a triplo slot non è più usato a causa della sua complessità e del suo peso. Tutti i flap sono tipicamente impiegati con differenti angoli di deflessione durante il decollo e l atterraggio. Durante il decollo i flap non sono in genere deflessi completamente, mentre sono impiegati alla massima deflessione in atterraggio quando l eccesso di resistenza generata non è un problema. Valori tipici della lunghezza del corda del flap sono intorno al 30% della corda della sezione. Il C Lmax al decollo è circa l 80% del C Lmax all atterraggio.

Principi di funzionamento dei dispositivi di ipersostentazione del bordo di uscita 1. L angolo di attacco virtuale è leggermente aumentato 2. La curvatura totale dell ala è aumentata 3. La superficie dell ala è aumentata (in caso di elementi estendibili) Fonte Anderson

Effetto dei dispositivi di ipersostentazione del bordo di uscita sulla curva di portanza I dispositivi di ipersostentazione del bordo di uscita 1. aumentano la portanza ad un dato angolo di attacco 2. non aumentano l angolo di stallo, anzi spesso lo riducono 3. aumentano il C Lmax L effetto netto dell incremento di Effetto energizzante dello slot sul flusso, che rimane attaccato più a lungo. Leffetto netto dell incremento di superficie alare è di aumentare la pendenza della curva di portanza

Dispositivi di ipersostentazione del bordo di uscita (Trailing Edge (TE) devices) split flap

Dispositivi di ipersostentazione del bordo di uscita CESSNA 172 plain flap Tipicamente è usato su piccoli velivoli o su velivoli con ala sottile dove non c è spazio per alloggiare un complesso meccanismo di retrazione. Gli angoli di deflessione del plain flap sono tipicamente intorno a 20 durante il decollo e fino a 60 per l atterraggio.

Dispositivi di ipersostentazione del bordo di uscita CESSNA CITATION Single slotted flaps Deflessioni tipiche: 20 decollo, 40 atterraggio

Dispositivi di ipersostentazione del bordo di uscita A320 Single slotted Fowler flaps Airbus A310 (outboard), A320, A300-600, A300, A340 Boeing 767 (outboard), Boeing 777 (outboard) Deflessioni i tipiche: i 15 in decollo, 40 in atterraggio

Dispositivi di ipersostentazione del bordo di uscita vane Double slotted flap with vane MD 80 A310 (inboard), MD-80, MD-11 Deflessioni tipiche: 20 in decollo, 50 in atterraggio (con slat sul bordo di attacco deflessa della stessa quantità)

Dispositivi di ipersostentazione del bordo di uscita Fowler flap (outboard) tab MD 80 Boeing 777 Double slotted flap with tab (inboard) A321, B757, B767 (inboard), B777 (inboard) Deflessioni i tipiche: i 20 in decollo, 50 in atterraggio (con slat sul bordo di attacco deflessa della stessa quantità)

Dispositivi di ipersostentazione del bordo di uscita Boeing 737 Triple slotted flap B727, B737, B747. B727, B737, B747. Deflessioni tipiche: 20 in decollo, 40 in atterraggio (con slat sul bordo di attacco deflessa della stessa quantità)

Principi di funzionamento dei dispositivi di ipersostentazione del bordo di attacco I dispositivi del bordo di attacco hanno lo scopo di evitare la separazione del flusso sul bordo di attacco, agendo in due modi: 1. muovendo il bordo di attacco dell ala verso il flusso (e quindi spostando verso l alto il punto di ristagno) 2. energizzando lo strato t limite it sulla superficie i del dorso dell ala l Le slat (o slotted leding edge flap) contribuiscono ad aumentare sia la curvatura che la superficie dell ala Si ti h l l t t l d d ll CL l h hé t d d i i ti Si noti che le slat aumentano la pendenza della curva CL-alpha, perché estendendosi in avanti aumentano la superficie alare. Tale aumento di pendenza è proporzionale al rapporto tra la superficie alare di base e la superficie estesa.

Effetto dei dispositivi di ipersostentazione del bordo di attacco sulla curva di portanza dell ala I dispositivi del bordo di attacco con elementi mobili: 1. Estendono la parte lineare della curva di portanza verso valori maggiori del C Lmax e degli angoli di attacco 2. Spostano leggermente l intera curva di portanza verso angoli di attacco maggiori (sebbene la curvatura del profilo cresca, l effetto di diminuire l angolo d attacco è maggiore) 3. In caso di elementi estendibili (Slat) aumentano la pendenza della curva di portanza L effetto Leffetto della estensione della superficie alare da parte della slat è quello di aumentare la pendenza della curva di portanza. Fonte Anderson

Dispositivi di ipersostentazione del bordo di attacco (Leading Edge (LE) devices) Leading edge fixed slot Ti i i li li STOL Tipicamente usato nei velivoli STOL A volte gli slots sono chiusi durante la crociera per ridurre la resistenza.

Dispositivi di ipersostentazione del bordo di attacco A300 Slats Questo è il dispositivo di ipersostentazione del bordo di attacco più efficace. Contribuisce ad aumentare CLmax e a fornire un incremento dell angolo di stallo.

Dispositivi di ipersostentazione del bordo di attacco Slotted Leading edge flap (SLAT) Mirage 2000

Dispositivi di ipersostentazione del bordo di attacco Kruger flaps E il più comune dispositivo del bordo di attacco a causa della sua architettura relativamente semplice

Dispositivi di ipersostentazione del bordo di attacco Leading edge flap (droop nose) Mirage 2000

Dispositivi di ipersostentazione del bordo di attacco vortexes F18 Wing strake or Leading Edge Extension (LEX) L efficienza di questi dispositivi si riscontra ad alti angoli di attacco (maggiori di 20 ), e quindi ad angoli ben al di sopra di quelli tipici di decollo e atterraggio

Posizionamento dei dispositivi di ipersostentazione per la gestione dello stallo Bordi di attacco non flappati inprossimità della fusoliera www.galleryoffluidmechanics.com Bordi di uscita flappati fino all intersezione con la fusoliera Si noti come i dispositivi di ipersostentazione del bordo di attacco non sono Si noti come i dispositivi di ipersostentazione del bordo di attacco non sono applicati in prossimità dell intersezione ala-fusoliera, al contrario di quelli del bordo di uscita. Questo è un modo di far stallare l ala alla radice piuttosto che all estremità.

Valutazione della curva CL-α per ala flappata Step 1: determinare la variazione di α 0L dovuta ai TE devices Per plane flaps da figura 9.3 Corke, f(c f /c, δ f ) dcl K Δα 0 = δ Angolo di deflessione L dδ f C lα da figura 9.4 Corke, f(c f /c, t/c) f Caratteristiche della sezione Per slotted e Fowler flaps Valori diversi della deflessione per il decollo e l atterraggio Δα 0 L = dα δ f dδ f Angolo di deflessione da figura 9.5 Corke, f(c f /c, δ f ) NB N.B. C f èl la corda media del flap. Normalmente si assume che i flap abbiano la stessa rastremazione dell ala

Valutazione dell incremento di C Lmax dovuto agli ipersostentatori L effetto dell ipersostentatore sulla curva di portanza del profilo deve essere valutato preliminarmente. Rapporto tra superficie flappata di riferimento e superficie di riferimento dell ala. ΔC L max = ΔC l max Swf S K Δ * K Δ = [ ] 2 3/4 1 0.08cos Λc /4 cos Λc / 4 Correzione empirica per tenere conto della freccia L area flappata sul bordo di attacco non è in generale la stessa dell area flappata sul bordo di usicta

Valutazione dell incremento di C lmax dovuto agli ipersostentatori ΔC L max = ΔC l max Swf S K Δ 2D curve Calcolato graficamente usando la curva di portanza 2D e la stima dell angolo di stallo per la curva 2D flappata, come calcolato in seguito Cl max_ flapped C l max C lα flapped ΔC l max * α s flapped = α s basic + Δ α s C lα Δα s da figura 9.18 Corke, f(δ f ) α 0L Calcolato prima Δα 0L α sflapped α sbasic α

Valutazione dell incremento di C Lmax dovuto agli ipersostentatori al TE Valori 2D FULL FLAP (Landing)

Valutazione del CLmax dovuto agli ipersostentatori al LE Δ α 0L Δ C L Con e max possiamo disegnare la curva CL-alpha modificata dal dispositivo di ipersostentazione del bordo di uscita CL LE devices contribution LE ΔCL max Per stimare il contributo t al C Lmax del dispositivo del bordo di attacco, le seguenti relazioni possono essere usate: ΔC Lmax = ΔC l max Swf S cos Λ hinge _ line CL max basic C L α _ C L α flapped TE ΔCL max * α 0L Δα 0L 3D wing curve α sbasic α

Valutazione del CLmax dovuta agli ipersostentatori al LE

CL_max flappato

Una tipica disposizione delle parti mobili sul bordo di uscita Fonte Niu

Progetto dei dispositivi di ipersostentazione a slot L efficienza dei dispositivi slotted dipende da un aggiustamento dei vari canali tra le parti. L idea è di mantenere picchi di pressione elevati sulla superficie del dorso, ma allo stesso tempo di lasciar passare aria ad alta pressione dalla parte inferiore a quella superiore per energizzare il flusso nello strato limite e ritardare la separazione. CFD e test sperimentali in galleria sono necessari a condurre un progetto così complesso. Fonte Niu

Installazione di spoilers e alettoni ailerons spoilers

Installazione di spoilers e alettoni Gli alettoni sono tipicamente collocati tra il 50 e il 90% dell apertura alare. Un alettone lavora come un plain flap. La posizione migliore per l alettone è sicuramente vicina alla estremità a causa del grande braccio che consente un controllo efficace del rollio senza la necessità di avere grandi superfici di governo. Ma velivoli subsonici veloci hanno spesso alettoni interni di alta velocità e alettoni esterni di bassa velocità. Ad alte velocità gli alettoni esterni possono essere soggetti al fenomeno dell inversione, che è associato alla deformazione elastica dell ala. In alcuni velivoli ad alte velocità questi alettoni sono addirittura bloccati. Deflettendo l alettone verso il basso l incremento locale di portanza forza l ala a ruotare con il bordo di attacco verso il basso. Lentità L entità di tale rotazione può essere tale che le sezioni con l alettone deflesso possono assumere un incidenza negativa, creando quindi una portanza negativa. Ad alte velocità gli spoilers nelle sezioni interne sono usati per il controllo del rollio. Anche a basse velocità gli spoilers sono usati insieme agli alettoni. La funzione principale degli spoilers è in effetti di ridurre la portanza generata dall ala. Ciò è usato per evitare che il velivolo rimbalzi dopo il contatto col suolo in atterraggio. Spesso il comando degli spoilers è azionato automaticamente all inizio della rotazione delle ruote dei carrelli.

Approcci all incremento attivo della portanza Vectored thrust Sea Harrier X-35

Approcci all incremento attivo della portanza Upper surface blowing (USB) Soffiamento sul dorso Scarichi dei motori a getto YC-14 Superfici dei flap localmente coperte con acciaio per alte temperature An-72 Questo tipo di architetture è implementato quando il valore del CLmax richiesto supera 3.5-4, che può essere considerato un limite superiore per i sistemi convenzionali di ipersostentazione

Approcci all incremento attivo della portanza Externally blown flaps (EBF) YC-15 C-17