Aerotecnica - Soluzione

Esame di stato di istituto tecnico industriale

Corso sperimentale – progetto “IBIS”

Indirizzo: costruzioni aeronautiche

Tema di: aerotecnica e impianti di bordo

Sessione Ordinaria 2008

Un aeroplano a getto del tipo “executive”, avente peso al decollo pari a 202,5 kN e carico alare pari a 4,13 kN/m², nonché con le caratteristiche sotto indicate, opera da una pista situata alla quota di 500 m sul livello del mare caratterizzata da un coefficiente di attrito pari a 0,6 in frenata, mentre nella fase di rullaggio per il decollo, il coefficiente d’attrito è pari a 0,025.

Il candidato, attenendosi ai regolamenti dell’aviazione civile, determini gli spazi ed i tempi caratteristici del decollo e dell’atterraggio in assenza di vento, assumendo, per quest’ultima fase di volo, un peso del velivolo ridotto del 30%.

Caratteristiche del velivolo

• Spinta massima complessiva dei propulsori T = 60,00 kN
• = 0,017 coefficiente di resistenza minimo C_D0
• Allungamento alare effettivo λ = 7,0
• Incremento del coefficiente di resistenza minimo = 0,058 in configurazione di rullaggio per il decollo ΔC_D0,r.d
• Incremento del coefficiente di resistenza minimo = 0,075 all’atterraggio ΔC_D0,a
• Coefficiente di portanza massima con gli ipersostentatori estesi per il decollo C_L,max,ip = 2,2
• Coefficiente di portanza massima con gli ipersostentatori estesi per l’atterraggio C_L,max,ip = 2,6
• Coefficiente di portanza al rullaggio d’atterraggio C_L,r,a = 1,3

Il candidato elenchi infine i requisiti dell’impianto del velivolo ed illustri, anche con l’ausilio di opportuni schemi, la costituzione ed il funzionamento delle principali componenti.

Carburante

Soluzione

Calcoliamo la densità dell’aria alla quota di 500 [m]:

4 .

256 4

.

256

⎡ ⎤

α

+ · ×

⎡ ⎤ ⎡ ⎤

6

. 5 0

. 5

T z kg

ρ ρ

= · = · − =

1

. 225 1 1

. 167

0

⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎦ ⎢ ⎥

3

z z 288

. 15

⎣ ⎣ ⎦

⎣ ⎦

T m

0

Calcoliamo la superficie alare: [ ]

202500

= = 2

49

. 0

S m

4130

Ipotizziamo che la spinta fornita dalla traccia sia già quella alla quota di 500 [m] e relativa al regime di decollo. 1 di 7

1) Decollo

I dati forniscono: C_L,max,ip = 2,2

C_D0,dec = 0.017 + 0,058 = 0,075

λ = 7,0

e ):

Calcoliamo la velocità di stallo in configurazione di decollo. Si calcola l’assetto (C_L):

1 ρ

= ⇒ · =

2

L Q V S C Q

0

z L

2 , max,

S dec dec

Risulta: 2 4130

= · = 56 . 7 /

V m s

0 1 . 167 2 . 2

,

S dec

Schematizzeremo il decollo come successione delle seguenti 4 fasi:

• Rullaggio da Vi = 0 a V = V × 1.2 (velocità di rotazione)

= V

1. R S,dec

• Fase transitoria della durata di Δt = 2.5 [s] per avere il distacco del velivolo dal suolo

2. TR

• Richiamata per portare l’aeroplano su traiettoria rettilinea di salita all’angolo di rampa β