Dimensionamento Ammortizzatore AS365 Dauphin

Con riferimento al solo carrello principale, si fornisce:

 la geometria interna dell'ammortizzatore;

 il dimensionamento dell'ammortizzatore;

 il dimensionamento dei fori di trafilamento, supposto che la velocità massima di schiacciamento

dell'ammortizzatore sia il 75% della velocità verticale del velivolo, al 25% della sua corsa;

 la stima dello schiacciamento statico dell'ammortizzatore a velivolo parcheggiato;

 l'espressione analitica della reazione dell'ammortizzatore in funzione dello schiacciamento e della

velocità di schiacciamento;

 il diagramma di tale reazione. AS365 Dauphin

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Dimensionamento Ammortizzatore AS365 Dauphin G. Montorfano, R. Rota

2. Elenco dei Simboli

Massa

Velocità

g Accelerazione di gravità

Rendimento

Fattore di carico

Schiacciamento massimo (corsa)

Pressione

Reazione

Area

Diametro

Volume

Lunghezza

Schiacciamento locale

Coefficiente perdite concentrate

Densità

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3. Descrizione del problema e metodo di soluzione

3.1 Scelta della geometria interna dell'ammortizzatore

La figura sottostante rappresenta il tipo di ammortizzatore oleopneumatico di cui si vuole fornire il

dimensionamento. Esso è formato da due camere: in quella superiore è contenuto azoto, in quella

sottostante olio, che viene spinto nella precedente da un pistone, attraverso un foro di trafilamento.

Ammortizzatore

3.2 Dimensionamento dell'ammortizzatore

Per calcolare il massimo schiacciamento (o corsa) subito dall'ammortizzatore è sufficiente fare il

bilancio energetico delle energie cinetiche e potenziali in gioco:

La reazione massima del singolo ammortizzatore è data da:

Poiché il fattore di carico e la pressione massima a cui lavora l'impianto sono noti, è possibile ricavare l'area

della base del cilindro nel quale scorre il pistone dell'ammortizzatore e conseguentemente il suo diametro.

In seguito al movimento del pistone, l'azoto contenuto all'interno dell'ammortizzatore subisce una

trasformazione adiabatica. Tenuto conto che al volume minimo corrisponde la massima pressione

esercitata dal pistone e che tale volume è pari alla differenza tra il volume massimo (cioè quando la

pressione è minima) e il prodotto tra lo schiacciamento massimo e l'area del cilindro, risolvendo il seguente

sistema si ricavano il valore del volume massimo e minimo occupato dal gas.

Dividendo entrambi i volumi per l'area del cilindro, si trovano la sua lunghezza minima e la sua

lunghezza massima.

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3.3 Velocità di schiacciamento in funzione della corsa

È possibile approssimare l'andamento della velocità di schiacciamento in funzione della corsa con due

parabole, ottenibili per interpolazione. Le equazioni parametriche delle due parabole sono:

La prima parabola passa per i punti:

La seconda passa per i punti:

Imponendo il passaggio per i rispettivi punti, si ottengono le equazioni delle due curve:

3.4 Espressione analitica della reazione dell'ammortizzatore

L'espressione analitica della reazione dell'ammortizzatore tiene conto dell'andamento del pressione del gas

sottoposto a trasformazione adiabatica e delle perdite di carico all'interno del cilindro.

dove è l'area del foro tra le due camere del cilindro e è la velocità di schiacciamento

dell'ammortizzatore, che deve essere valutata nei due intervalli definiti precedentemente.

3.5 Dimensionamento del foro di trafilamento

Per determinare l'area del foro di trafilamento, si sostituiscono all'interno dell'espressione analitica della

reazione i valori richiesti, valutando nel caso di reazione massima. In questa situazione:

3.6 Schiacciamento statico a velivolo parcheggiato

A velivolo parcheggiato, si suppone che il motore sia spento: in questo modo gli ammortizzatori

risentono della sola forza peso, che viene ripartita per l'85% sul carrello principale. Inoltre, il gas all'interno

del cilindro, raggiunto l'equilibrio termico con l'esterno, subisce una trasformazione isoterma:

dove e . Risolvendo le tre equazioni, è possibile

ricavare lo schiacciamento subito dall'ammortizzatore a velivolo parcheggiato.

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4. Dati del problema

4.1 Dati velivolo

MTOW/MLW

Velocità verticale max. in atterraggio

Fattore di carico

Ripartizione peso NLG-MLG

4.2 Dati impianto

Coefficiente perdite di carico concentrate

Densità olio ammortizzatore

Pressione minima ammortizzatore

Pressione massima ammortizzatore

Rendimento

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5. Sviluppo dei calcoli

Tutti i calcoli sono stati svolti utilizzando le unità di misura proprie del S.I. mentre i risultati sono stati

espressi con quelle che hanno un utilizzo più comodo ed inerente alla situazione presa in considerazione.

5.1 Dimensionamento dell'ammortizzatore

5.2 Dimensionamento del foro di trafilamento

5.3 Schiacciamento statico a velivolo parcheggiato

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