Andamento accelerazione

lollo83 · Messaggio da **lollo83** » 9 agosto 2007, 13:21

Ciao a tutti, sto affrontando in questi giorni un problema un pò complesso che in sintesi è: date alcune caratteristiche di un velivolo determinare il propulsore più adatto. In primo luogo, c'è qualcuno che se ne intende?
Il mio problema (ce ne fosse uno solo!!!) è capire ora quali sono andamenti "tipo" dell'accelerazione in fase di decollo e nella fase di salita per un aereo militare, per poter validare i miei risultati!
Sono un novellino della meccanica del volo quindi chiedo scusa in anticipo per eventuali sciocchezze!
Grazie mille

Black Magic · Messaggio da **Black Magic** » 9 agosto 2007, 13:48

Il Problema che poni non è così semplice da affrontare su un forum, in dieci righe...e durante le ferie

Tant'è che ci si scrivono libri sopra...
Ti consiglio "Jet Propulsion" di N. Cumpsty, che a Cambridge è il testo del corso di Aeroengines e affronta proprio i temi che chiedi.
Il libro ti guida passo-passo nello sviluppo di un motore per liner e per aereo militare.
http://www.amazon.co.uk/Jet-Propulsion- ... 0521541441

I-DISA · Messaggio da **I-DISA** » 9 agosto 2007, 14:30

Oltre Jet Propulsion ti consiglio alcuni testi:

Sempre in ambito della propulsione ti consiglio "Motori per aeromobili" di U.Ghezzi.

Tuttavia mi sembra di capire che per il lavoro che devi fare non scenderai al massimo dentro all'interno del propulsore, ergo ti indirizzo verso qualche testo di progettazione aeronautica:

"Aircraft Design: a conceptual approach" di D.P.Raymer, AIAA educational series.

In questo testo viene affrontato il problema di scelta del motore durante la progettazione di un A/M senza scendere nel dettaglio del medesimo. Forse fa al caso tuo.

Chiudo con un altro testo di progettazione diviso in 7 libri:

"Airplane design part II", di J. Roskam. Il Roskam è analogo al Rymer solo he scende molto più nel dettaglio.

Ti consiglio quindi di iniziare a dare una letta al Rymer e Ghezzi, se poi non ti è sufficiente di allargarti al Roskam.

I-DISA · Messaggio da **I-DISA** » 9 agosto 2007, 14:32

Ti dico comunque che il vincolo maggiore per la scelta del propulsore è il tipo di missione che dovrà svolgere il velivolo, l'ambito in cui opera il velivolo.

L'accelerazione su pista è un parametro che viene considerato a valle dei criteri sopra citati.

Che tipo di velivolo hai?

lollo83 · Messaggio da **lollo83** » 9 agosto 2007, 15:27

Ciao e grazie a tutti, la bibliografia è già un passo avanti! Allora il problema recita: " un velivolo intercettore possiede il seguente "tipo" di missione: 1) Decollo e ascesa ad accelerazione costante fino a 11000m e Mach 1.8 in circa 3 min; 2) Permanenza alle condizioni 1 per 15min; 3) Ritorno a Mach 0.9 alla quota di 11000m per 200km ed atterraggio mantenendo una capacità residua di combustibile pari al 10% della capacità iniziale." I dati che ho sono efficienza aerodinamica 22 (M<1>1); peso a secco 12000kg; capacità serbatoio 5m^3.
Devo determinare le caratteristiche di massima del sistema propulsivo e dimensionarlo nelle sue parti. Progettare il propulsore è il problema minore, sono un ing. meccanico (quasi!!!)ed ho le conoscenze per farlo. Non ho mai trattato meccanica del volo e tantomeno volo supersonico!
Adesso mi procurerò qualche libro che mi avete suggerito, ma le biblioteche sono chiuse! Dato il problema quale testo consigliate? Cosi lo ordino con spedizione "flash"....vorrei tanto farlo questo esame! Grazie ancora.

lollo83 · Messaggio da **lollo83** » 9 agosto 2007, 15:41

ah, evviva gli errori di battitura. L'efficienza aerodinamica a M>1 è 14!
la domanda che ho fatto è nata dalla analisi della prima parte della missione...sono messo bene! Cosa ho inventato non lo dico nemmeno, ma brancolando nel buio o quasi...! Sto leggendo " Aircraft Propulsion Systems Technology and design" di G.C. Oates AIAA, c'è qualcosa ma non basta!

I-DISA · Messaggio da **I-DISA** » 9 agosto 2007, 17:15

Concentrati su parametri tipo:

Thrust
Thrust Specific Fuel Consumption
Fuel Consumption
Portata massica da elaborare.
Credo che avrai anche un parametro peso dell'aereo al decollo che dovrai usare.

Ti dico, ma non vorrei essere misleading andando oltre e dicendo imprecisioni, che di solito per questo tipo di velivolo sono motori turbojetto semplice. od al più turbogetto a flussi associati. Solitamente bialbero, ma i più antichi (tipo il 104) erano monoalbero.

non ti dico altro, è un po' di tempo che ho fatto ste cose quindi potrei fare caos.

lollo83 · Messaggio da **lollo83** » 9 agosto 2007, 18:11

Testi trovati, ma non "Jet Propulsion". Adesso li spulcerò con calma, sono un pò grossi! Il propulsore lo farò andare anche a criceti per semplificare le cose; non mi imbarco in progetti di turbofan neanche morto!
Il mio obbiettivo è quello di trovare le leggi che legano thrust, fuel ecc.. con i dati che ho. Mi ero fatto un pò troppi problemi sulla fase di decollo perchè dovrebbe essere la fase in cui è richiesta la maggiore spinta, o sbaglio? Il problema dice "decollo ed ascesa ad acc cost" Usando solo i dati a disposizione mi viene una acc di 2.95 m/s^2 che ritengo un pò bassa per un velivolo militare, ma non ho dati di confronto.

Black Magic · Messaggio da **Black Magic** » 10 agosto 2007, 1:07

lollo83 ha scritto:Testi trovati, ma non "Jet Propulsion".

Proprio quello che ti serviva...

lollo83 · Messaggio da **lollo83** » 10 agosto 2007, 11:20

Però l'ho ordinato...spero che il libro valga la spesa! Ho fatto una super spedizione! Altrimeni avrò un altro libro che mi dà equazioni che non posso usare

Grazie mille.

Black Magic · Messaggio da **Black Magic** » 10 agosto 2007, 12:59

lollo83 ha scritto:Però l'ho ordinato...spero che il libro valga la spesa! Ho fatto una super spedizione! Altrimeni avrò un altro libro che mi dà equazioni che non posso usare Grazie mille.

Uomo di poca fede...

Premesso che il libro del prof. Cumpsty (un decano della progettazione di motori in Rolls-Royce; quando Cumpsty alza la mano ai convegni per porre un quesito, ogni relatore sbianca...) vale da solo quanto 3 Ghezzi...

(quindi vale la pena di averlo a prescindere dai "compitini")

Ricordo benissimo:
Jet propulsion, Part 3: Design of enigines for a new fighter aircraft

lollo83 · Messaggio da **lollo83** » 10 agosto 2007, 16:02

Nell'attesa che arrivi il libro, faccio una domanda: è sensato trascurare la fase di decelerazione (stessa quota) da M=1.8 a M=0.9 nel computo iniziale della perdita di peso (dovuta al carburante)? Infatti in questa fase (sto improvvisando) dovrei dissipare energia e nel contempo ridurre la spinta, ne segue che cala il consumo specifico. Immagino che il tempo che ci vuole per tale operazione sia minimo e quindi che la conseguente variazione di peso sia trascurabile. Quante cavolate ho sparato?

I-DISA · Messaggio da **I-DISA** » 10 agosto 2007, 16:13

lollo83 ha scritto:Nell'attesa che arrivi il libro, faccio una domanda: è sensato trascurare la fase di decelerazione (stessa quota) da M=1.8 a M=0.9 nel computo iniziale della perdita di peso (dovuta al carburante)? Infatti in questa fase (sto improvvisando) dovrei dissipare energia e nel contempo ridurre la spinta, ne segue che cala il consumo specifico. Immagino che il tempo che ci vuole per tale operazione sia minimo e quindi che la conseguente variazione di peso sia trascurabile. Quante cavolate ho sparato?

Poni tu a monte delle ipotesi semplificative giustificandole.

L'idea di dividere il volo in vari segmenti trascurando il transitorio tra una fase e l'altra, in sede di un esamino universitario è una ipotesi che solo un demente poco pratico di ing. aero ti obbietterà. Chiaramente a meno che non vi abbia già detto di operare mettendo nel computo i transitori, ma lo escludo.

Guardati bene il Rymer, e tale parte è fatta non dico "pari pari" ma tratta di queste problematiche.

Concludendo: credo che come hp semplificativa quella di trascurare il transitorio è accettabilissima, tuttavia evidenzia e giustifica tale hp.

lollo83 · Messaggio da **lollo83** » 10 agosto 2007, 17:44

Sto seguendo proprio Raymer; il mio era un dubbio legato proprio alla giustificazione, sono convinto che i transitori possano essere trascurati. Ho sempre lavorato con pompe, turbine e motori a scoppio, che ne so in quanto tempo e come un aereo militarre passa da super e subsonico

Gistificare una risposta sbagliata credo ti faccia passare per cretino due volte

Per quanto riguara i professori, ho sempre dei dubbi sul loro "senso pratico", spesso anche se non dicono non vuol dire che non sia richiesto!

lollo83 · Messaggio da **lollo83** » 12 agosto 2007, 1:16

Sembrava procedere tutto troppo bene! La mia copia di "jet Propulsion" è ferma al deposito all'aeroporto di Eest Midlands UK

e non sono riuscito a trovare una risposta alla domanda: che rapporto di compressione uso per dimensionare il propulsore?. Ho trovato la spinta massima e quindi posso definire tutto il ciclo temodinamico ad ogni quota, trovando rendimenti,consumi ecc.

La mia idea è quella di dimensionare: a spinta massima, a livello del mare e facendo in modo che la tempertura di uscita dal compressore sia la più alta possibile (<800K). Non sono queste le condizioni più critiche? In teoria una volta decollato la spinta necessaria è inferiore a quella iniziale ed il propulsore deve lavorare a carichi parzializzati. Giusto?

Visto la mia condizione psicofisica spero di non aver sparato troppe boiate!

Nicolino · Messaggio da **Nicolino** » 12 agosto 2007, 12:37

Io per i "compiti" universitari ho usato le formule per legare i parametri che servono a te sul "Bathie". Naturalmente le ho dovute modificare.

Black Magic · Messaggio da **Black Magic** » 12 agosto 2007, 15:17

che rapporto di compressione uso per dimensionare il propulsore?

Il rapporto di compressione in prima approssimazine dovresti determinarlo in base al matching tra specific consumption e specific thrust, che dovresti aver calcolato in precedenza.
Il matching si fa usando un software di calcolo, ma per un lavoro teorico va bene anche con dei grafici. (che mi sembra siano sul Cumpsty)

Per avere un'idea di prima approssimazione del comportamento del tuo motore, puoi usare questo simulatore della NASA (freeware) che puoi scaricare quì: http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/engsimu.html

lollo83 · Messaggio da **lollo83** » 12 agosto 2007, 19:26

Grazie mille per i consigli, ora dovrei aspettare che arrivi il libro o che riaprano le biblioteche, ma il mio cervello è una macchina per formulare dubbi e non si ferma! Data la mia infinita ignoranza sfrutto la vostra competenza un'altra volta: la spinta richiesta dopo il decollo è inferiore a quella iniziale quindi, il pilota, che fa? Agisce sulla manetta...?

Ospite · Messaggio da **Ospite** » 13 agosto 2007, 6:04

lollo83 ha scritto:la spinta richiesta dopo il decollo è inferiore a quella iniziale quindi, il pilota, che fa? Agisce sulla manetta...?

Si`, subito dopo il decollo, a quota di sicurezza, o quando richiesto dalle procedure antirumore, si riduce la manetta impostando la spinta di salita

lollo83 · Messaggio da **lollo83** » 2 settembre 2007, 20:24

Ciao a tutti, faccio un'altra domanda in questo post (dato che il problema di base è sempre lo stesso e i testi sembrano non dare aiuto) anche se forse se ne potrebbe aprire un'altro. Quali sono i regimi di rotazione indicativi per un turboreattore nelle diverse fasi: decollo, ascesa, volo livellato (11000m per fare un esempio) e discesa?

Black Magic · Messaggio da **Black Magic** » 12 settembre 2007, 15:25

Scusa ma ho letto solo ora.
Sono un po' impegnato in questi mesi...

Per il regime di rotazione se fai una ricerca ne parlavamo in un altro 3d qualche tempo fa.
http://www.md80.it/bbforum/viewtopic.ph ... highlight=

Per simulare le condizioni operative una buona aprossimazione può essere recuperare i valori di N1 dell'inviluppo di volo (o al massimo stimarli con un po' di buonsenso) e poi ricavarli per gli altri stadi ricavando delle relazioni dai valori che ho dato nel 3d sopra.
Le relazioni per i giri, se hai l'accortezza di adimensionalizzarle su, ad esempio, temperatura e pressione media di stadio (spero tu abbia fatto un po' di teoria adimensionale delle macchine) le puoi utilizzare per motori di diversa taglia..

Potresti, oppure, mettere il tuo motore (dopo aver deciso i parametri di massima) nel simulatore della NASA che ti ho consigliato e variare le condizioni operative.

In ultimo potresti scaricare il demo diGas Turb 11.
Il demo ha dei limiti, ma mi sembra che un monoalbero permetta di simularlo.
http://www.gasturb.de/

Spero ti serva ancora...
ciao
BM

Brandy25 · Messaggio da **Brandy25** » 13 settembre 2007, 9:18

Ciao lollo83....
...vuoi un motore che faccia tutto quello che hai chiesto???
mettigli 2 motori dell'F-2000 ed avrai anche di più!
ciao

lollo83 · Messaggio da **lollo83** » 14 settembre 2007, 19:26

Grazie mille per l'aiuto, sicuramante questo ha chiarito dei dubbi, ma credo di essermi allontanato dal problema iniziale a cui non abbiamo (io e i miei colleghi) trovato soluzione. L'esercizio deve essere di una semplicità imbarazzante, ma sono formidabile a complicarmi la vita. Sembra che tutto debba essere risolto con al massimo una decina di quazioni, quelle cioè che consentono di calcolare le T° e p° all'ingresso e uscita del compressore, della c.c., della turbina e dell'ugello cioè banali bilanci di primo principio; si dovrebbe trovare il ciclo temodinamico del propulsore che soddisfa le date condizioni, ma c'è qualcosa che ci sfugge. Grazie, soprattutto per la pazienza! Chissà, prima o poi troveremo una soluzione!