Valutazione dei carichi agenti sul piano di coda orizzontale di un velivolo da trasporto indotti da manovre simmetriche.

Lo scopo di questo lavoro di Tesi consiste nello sviluppo di metodi numerici per la valutazione dei carichi agenti sul piano di coda orizzontale di un velivolo da trasporto. Tali carichi sono conseguenti manovre simmetriche definite nei regolamenti dell’aviazione civile in determinate condizioni operative, ritenute significative e tipiche per questa tipologia di velivolo. Nella prima parte del lavoro si sviluppa il modello matematico adatto allo studio dell’equilibrio dinamico del velivolo, necessario per l’analisi dei carichi su di esso agenti. Questo modello consente di conoscere le sollecitazioni che interessano ogni componente della macchina quando questa è in volo. Vengono presi in considerazione tutti i contributi alle forze ed ai momenti forniti dalle superfici portanti del velivolo, considerandone la reale geometria e le reali condizioni aerodinamiche di funzionamento. Mediante le equazioni del modello matematico, si determinano le condizioni di equilibrio consentite nelle differenti situazioni di volo. Nella seconda parte, vengono studiate condizioni d’equilibrio significative, effettuando un’analisi relativa a tre diversi valori sia del peso del velivolo, sia della posizione del baricentro che della quota operativa. Mediante i risultati ottenuti si costruiscono i diagrammi di manovra in accordo con la normativa FAR 25 relativi alle configurazioni considerate. Questi consentono di identificare le condizioni operative in corrispondenza delle quali occorre determinare i carichi agenti sulla struttura, sia in condizioni d’equilibrio sia per effetto di manovre simmetriche. A tale fine sulla base del modello matematico discusso nella prima parte, si costruiscono le risposte temporali del velivolo per opportune azioni di comando tali da rispettare requisiti regolamentari. Si determinano gli andamenti temporali delle variazioni della forza di portanza e del momento aerodinamico agenti sulla superficie orizzontale di coda allo scopo di individuare un inviluppo di carico per la coda orizzontale stessa. Tale inviluppo viene costruito con un duplice grado di dettaglio: in prima analisi si ipotizza per il velivolo una struttura infinitamente rigida, nella seconda analisi si tiene conto dell’elasticità strutturale e dei suoi effetti. I risultati ottenuti consentono di valutare gli effetti della flessibilità della struttura sulle caratteristiche aerodinamiche, sulla dinamica e sui possibili stati di sollecitazione della coda orizzontale del velivolo. In particolare l’elasticità strutturale determina una riduzione dell’area delimitata dall’inviluppo di carico della coda orizzontale, rispetto a quanto ottenuto nell’ipotesi di struttura infinitamente rigida