Valutazione preliminare della resistenza

[max70]

Buongiorno!

Mi piacerebbe conoscere i metodi di valutazione della resistenza complessiva nelle primissime fasi del progetto di un nuovo velivolo.

Immagino che per queste cose di solito ci si rifaccia a realizzazioni simili, ma esistono anche altri metodi?

In architettura navale ci sono sistemi basati essenzialmente su statistiche o "famiglie" di carene che permettono di valutare in maniera preliminare la resistenza. Esiste qualcosa del genere anche in campo aeronautico,e se si con quali parametri si "entra"?

Grazie

Max

[FAS]

scusa:
parli di resistenza aerodinamica o strutturale?

[max70]

già, particolare non indifferente, scusami, pensavo alla resistenza aerodinamica.

[Nik]

pensavo alla resistenza aerodinamica.

Per ricavarla si usa la formula 1/2 p V2 Scf però bisognerebbe conoscere prima velocità superficie alare e coefficente...aspetta spiegazioni da chi ne sa qualcosa di più!!

[FAS]

parliamo di velivolo completo

nel preliminare (pre project) tutto é dipendente dalla performance che il tuo velivolo deve avere.
in base a determinate soluzioni costruttive, ala alta o bassa, posizione dei motori e numero si decide per altri parametri come mach di volo e quota operativa.
A seconda del carico pagante /bellico si dimensionano le superfici alari.

in base al range consumi e prestazioni si deve decidere per i profili alari da calettare lungo l'ala: critici, supercritici ect ect

a parte i motori la resistenza maggiore é data dalla fusoliera, questa ha le dimensioni (vedi sopra) dipendenti dal carico pagante da trasportare.

per i velivolo transonici molto critico giá nella fase preproject é valutare dove viene a formarsi l'onda d'urto sul crown della fusoliera. Solitamente si cerca di non averla....ma il lavoro da fare per "ammazzarla" é molto dispendioso in termini di manpower....

questo é a grandi linee un quadro generale, se vuoi piú dettagli chiedi pure...

[AlphaSierra]

pensavo alla resistenza aerodinamica.

Per ricavarla si usa la formula 1/2 p V2 Scf però bisognerebbe conoscere prima velocità superficie alare e coefficente...aspetta spiegazioni da chi ne sa qualcosa di più!!

dipende se stai in un problema di analisi o di sintesi, ossia dipende se "parti da qualche punto fermo" o " da qualche idea ferma "

[Gozer]

pensavo alla resistenza aerodinamica.

Per ricavarla si usa la formula 1/2 p V2 Scf però bisognerebbe conoscere prima velocità superficie alare e coefficente...aspetta spiegazioni da chi ne sa qualcosa di più!!

Nik, sei in un'AREA TECNICA!!! Se usi delle formule, LE SPIEGHI, e prima ancora di usarle TI DOCUMENTI SU CIO' DI CUI STAI PARLANDO, non aspetti "spiegazioni da chi ne sa qualcosa di più", quando una cosa non si sa è meglio tacere, invece di confondere le idee anche ad altri.

Non ho intenzione di tornare su questo argomento.

[max70]

ok grazie Marcello, approfitto della tua gentilezza:

se immagino di avere stabilito la configurazione generale (che penso sia essenzialmente funzione dell'impiego che l'aereo deve avere) posso fare una stima dei pesi e da questi, unendo le caratteristiche di velocità richieste posso determinare superfice alare e quindi (con un procedimento a me misterioso) tipo di profilo e forma in pianta.

A questo punto dovrei determinare la potenza motrice necessaria e per questo mi servirebbe valutare la resistenza aerodinamica complessiva: esiste un metodo "speditivo" oppure si ricorre già in fase preliminare a galleria del vento/ simulazione CFD?

Massimiliano

[Nik]

Nik, sei in un'AREA TECNICA!!! Se usi delle formule, LE SPIEGHI, e prima ancora di usarle TI DOCUMENTI SU CIO' DI CUI STAI PARLANDO, non aspetti "spiegazioni da chi ne sa qualcosa di più", quando una cosa non si sa è meglio tacere, invece di confondere le idee anche ad altri.

Non era totalmente sbagliato anzi la formula era giusta e l'ho anche spiegata...quante volte altri utenti chiedono qualcosa e poi mettono...aspetta qualcuno che conosca meglio l'argomento oppure qualcuno conferma?E dai sbaglierò ma non mi lasciate passsare più niente da un po' di tempo a questa parte....leggo tante di quelle cavolate che scrivono altri e non gli si dice niente.

[I-PVLG]

leggo tante di quelle cavolate che scrivono altri e non gli si dice niente.

Non per questo sei autorizzato a dirle pure te...
Comunque sia questo è un forum, e ognuno sa quello che sa e può dire la sua (SPERO)...
Poi...giusta,sbagliata,precisa o imprecisa che sia...saranno le persone competenti a giudicare...e/o a precisare...
Non per questo ti si deve dire in poche parole di tacere...questo no...

[Gozer]

Quando si è convinti di quello che si sta dicendo, E SI SPIEGA decentemente, è un conto, quando uno già dubita di suo...
NON E' OBBLIGATORIO INTERVENIRE, si può anche solo leggere, aspettando "spiegazioni da chi ne sa qualcosa di più".

Questo nel tentativo di salvaguardare la bontà dei contenuti, vorrei vedere che utilità raggiunge una discussione in cui ognuno di noi dice la sua, perfino se non ne capisce una beata mazza, però... beh, in fondo per valutare la resistenza strutturale dovrebbe bastare che ci salto sopra io... o no? meglio se ci saltiamo insieme io e mio fratello, che dovremmo raggiungere un peso congruo, sì, però magari togliendo i giubbotti sennò andiamo fuori coll'accuso... ecco, voglio vedere, in mezzo a cinque pagine di queste idiozie, UN intervento di una persona che parla a ragion veduta che probabilità ha di essere letto, compreso e ben assimilato da chi cercava informazioni sull'argomento trattato.

E' la nostra politica e ci ha fatto diventare quello che siamo, finora funziona, quando smetterà di funzionare cambieremo "mestiere" o cambieremo politica.

[Flyfree]

parliamo di velivolo completo

nel preliminare (pre project) tutto é dipendente dalla performance che il tuo velivolo deve avere.
in base a determinate soluzioni costruttive, ala alta o bassa, posizione dei motori e numero si decide per altri parametri come mach di volo e quota operativa.
A seconda del carico pagante /bellico si dimensionano le superfici alari.

in base al range consumi e prestazioni si deve decidere per i profili alari da calettare lungo l'ala: critici, supercritici ect ect

a parte i motori la resistenza maggiore é data dalla fusoliera, questa ha le dimensioni (vedi sopra) dipendenti dal carico pagante da trasportare.

per i velivolo transonici molto critico giá nella fase preproject é valutare dove viene a formarsi l'onda d'urto sul crown della fusoliera. Solitamente si cerca di non averla....ma il lavoro da fare per "ammazzarla" é molto dispendioso in termini di manpower....

questo é a grandi linee un quadro generale, se vuoi piú dettagli chiedi pure...

Immagino siano importanti anche le prove in galleria del vento sia pure a NR diversi, si riesce cosi ad avere una buona similitudine aerodinamica?

[FAS]

ok grazie Marcello, approfitto della tua gentilezza:

se immagino di avere stabilito la configurazione generale (che penso sia essenzialmente funzione dell'impiego che l'aereo deve avere) posso fare una stima dei pesi e da questi, unendo le caratteristiche di velocità richieste posso determinare superfice alare e quindi (con un procedimento a me misterioso) tipo di profilo e forma in pianta.

correttissimo!

spesso la questione peso ti fa poi scegliere la configurazione, se poi hai prioritá differenti come ad esempio la necessitá di poter usare il velivolo in determinati aeroporti (per tipo di pista, ad esempio, vedi a400m che deve decollare in poco spazio, su piste semipreparate con molto carico) allora blocchi prima la configurazione e poi giochi sul peso.

il peso é spesso dipendente anche dalle autonomie (per il carburante imbarcato)

vorrei precisare peró che il dimensionamento delle superfici mobili non viene fatto nelle prime fasi di pre-project, ma quando il velivolo inizia ad avere una precisa geometria alare ed un chiaro range delle posizioni del baricentro.

Congelata la configurazione si iniziano a contattare i vari vendor per poter trovare delle giuste soluzioni per carrelli e motori. In alcuni casi questi ultimi possono diventare partner del produttore del velivolo investendo i propri soldi e la propria tecnologia nello sviluppo di un sistema ad hoc per il velivolo che si sta per lanciare

A questo punto dovrei determinare la potenza motrice necessaria e per questo mi servirebbe valutare la resistenza aerodinamica complessiva: esiste un metodo "speditivo" oppure si ricorre già in fase preliminare a galleria del vento/ simulazione CFD?

Massimiliano

Dal punto di vista aerodinamico ci sono varie situazioni da considerare, take off, climb, cruise, descendt e landing. Ovviamente queste situazioni molto diverse le une dall’altra dove i parametri in gioco di performance sono molto variabili. Per questo motivo ci si affida totalmente a tecnologie CFD ( in europa oltre a software interni, sviluppati dalle case produttrici, viene utilizzato il fluent) che permettono di ridurre il tempo di pre-project notevolmente.

Immagino siano importanti anche le prove in galleria del vento sia pure a NR diversi, si riesce cosi ad avere una buona similitudine aerodinamica?

Le prove in galleria del velivolo completo vengono fatte quando il disegno del velivolo è congelato.
Anche quelle prove per singoli particolari.


Comunque il primo disegno (congelato alla fine del pre-project) durante la produzione del velivolo viene continuamente migliorato e modificato. Ad esempio per i flap interni del 340-600 si hanno 4 tipi diversi di disegno. Per il 330 piú di 7 versioni differenti. Solitamente il disegno “congelato” viene utlizzato almeno per le prime sette macchine in produzione.


Anche le analisi termiche strettamente collegate alla aerodinamica, vengono prese in considerazione quando tutti i dati di progetto sono definitivi.

[FAS]

Nik, sei in un'AREA TECNICA!!! Se usi delle formule, LE SPIEGHI, e prima ancora di usarle TI DOCUMENTI SU CIO' DI CUI STAI PARLANDO, non aspetti "spiegazioni da chi ne sa qualcosa di più", quando una cosa non si sa è meglio tacere, invece di confondere le idee anche ad altri.

Non era totalmente sbagliato anzi la formula era giusta e l'ho anche spiegata...quante volte altri utenti chiedono qualcosa e poi mettono...aspetta qualcuno che conosca meglio l'argomento oppure qualcuno conferma?E dai sbaglierò ma non mi lasciate passsare più niente da un po' di tempo a questa parte....leggo tante di quelle cavolate che scrivono altri e non gli si dice niente.

infatti volendo parlare di ala finita, che sarebbe la pietra miliare per poi avere una idea (calcoli che danno numeri e non sensazioni) della resistenza aerodinamica del macchina, si parla di polare parabolica (a piccole incidenze):

CD = CDo + (Kost x CL^2)/(pigreco x AR)

dove
CD é il coefficiente di drag (resistenza)
CDo é il coeff. di resistenza del profilo che tiene conto di attrito e scia di origine viscosa
mentre invece la Kost il coefficiente di lift globale CL, pigreco e AR allungamento alare danno il coeefficiente di resistenza indotta

[FAS]

dimenticavo! perr gli amanti delle formule...
il parametro importante per questo tipo di analisi é l'efficienza aerodinamica
che in realtá é il rapporto tra il coefficiente di portanza ed il coefficiente di resistenza, o anche tra portanza e resistenza del velivolo.

E = CL/CD = L/D

tengo a precisare che questi sono parametri dettati dalla teoria generale dell'aerodinamica degli aeromobili, nella realtá le problematiche non si fermano alle piccole formulette...
un esempio tra tutti ....bisogna andare in fondo sino al tipo di bullonatura da mettere nelle varie zone del velivolo...bisogna valutare bene se mettere una testa sporgente oppure una testa svasata ect ect...


inoltre come al solito ricordo che é sempre tutto un compromesso....aerodinamici, strutturisti, motoristi, aeroelastici ect
ed in particolare managers che hanno come chiodo fisso la riduzione dei costi.....

[FAS]

aggiungo quindi
che E é anche un parametro tecnico-economico in condizioni di volo livellato uniforme la portanza L é uguale al peso W e la spinta T uguaglia la resistenza totale D
quindi vale anche:

E = W/T


L = portanza
W = peso
T = spinta


per i velivoli liner L/D = circa 10
per gli alianti E = 30-40

ps comunque tutto é diependente dal numero di RE (Reynolds)

[max70]

Ovviamente queste situazioni molto diverse le une dall’altra dove i parametri in gioco di performance sono molto variabili. Per questo motivo ci si affida totalmente a tecnologie CFD ( in europa oltre a software interni, sviluppati dalle case produttrici, viene utilizzato il fluent) che permettono di ridurre il tempo di pre-project notevolmente.

Ancora una curiosità (ce ne sarebbero 1000 ma solo un bel po' di studio potrebbe risolverle); ho fatto un giro sul sito di Fluent, che tu sappia è un software semplice da usare? (tipo i programmi ad elementi finiti per analisi strutturale come Algor)

[FAS]

Ovviamente queste situazioni molto diverse le une dall’altra dove i parametri in gioco di performance sono molto variabili. Per questo motivo ci si affida totalmente a tecnologie CFD ( in europa oltre a software interni, sviluppati dalle case produttrici, viene utilizzato il fluent) che permettono di ridurre il tempo di pre-project notevolmente.

Ancora una curiosità (ce ne sarebbero 1000 ma solo un bel po' di studio potrebbe risolverle); ho fatto un giro sul sito di Fluent, che tu sappia è un software semplice da usare? (tipo i programmi ad elementi finiti per analisi strutturale come Algor)

bella domanda!
dipende da quanto é complesso lo studio che vuoi fare 2D o 3D...
comunque piú ore di utilizzi accumuli e piú il suo utilizzo diventa semplice...

forse la mia risposta é stupida...

[max70]

be' anche la domanda...

operativamente si fa un modello (o lo si importa da qualche altro sistema) poi si applicano le condizioni "di flusso" e quindi si lancia l'elaborazione per poi analizzare i risultati (nota dolente!!)? (ho traslato quello che si fa in Algor)

[tristar]

a parte i motori la resistenza maggiore é data dalla fusoliera, questa ha le dimensioni (vedi sopra) dipendenti dal carico pagante da trasportare.

non so se ho capito bene. Intendi dire che la fusoliera fa più resistenza dell'ala?(ho sempre pensato il contrario) sapresti dare qualche dato, per esempio, su un a340 (o quello che vuoi tu) in crociera, la percentuale di resistenza della fusoliera su quella totale quant'è?

ciao e grazie.

[Otaku]

Nik, sei in un'AREA TECNICA!!! Se usi delle formule, LE SPIEGHI, e prima ancora di usarle TI DOCUMENTI SU CIO' DI CUI STAI PARLANDO, non aspetti "spiegazioni da chi ne sa qualcosa di più", quando una cosa non si sa è meglio tacere, invece di confondere le idee anche ad altri.

Non era totalmente sbagliato anzi la formula era giusta e l'ho anche spiegata...quante volte altri utenti chiedono qualcosa e poi mettono...aspetta qualcuno che conosca meglio l'argomento oppure qualcuno conferma?E dai sbaglierò ma non mi lasciate passsare più niente da un po' di tempo a questa parte....leggo tante di quelle cavolate che scrivono altri e non gli si dice niente.

Ah, beh, se la pensi così...

...Per ricavarla si usa la formula 1/2 p V2 Scf però bisognerebbe conoscere prima velocità superficie alare e coefficente...aspetta spiegazioni da chi ne sa qualcosa di più!!

1/2 p sta per...?
V2 sta per...?
Scf sta per...?
Non l'hai spiegata, come vedi. Ma puoi anche pensare che sia in atto una persecuzione verso di te, fai tu.

[Nik]

1/2 p sta per...?

metà della densità dell'aria espressa in kg/metro cubo;

V2 sta per...?

velocità al quadrato;

Scf sta per...?

s=supeficie alare
cf=coefficente di forza (insicuro devrei ripassare).

Non l'hai spiegata, come vedi. Ma puoi anche pensare che sia in atto una persecuzione verso di te, fai tu.

Come no?Ho scritto:

bisognerebbe conoscere prima velocità superficie alare e coefficente...

allora lavevo detto o no?Per favore avevo lasciato perdere il 3d visto che non mi andava più di rispondere per non fare polemiche,ma veo che mi obbligate,quindi potreste finirla?Quando dicono di finarla lo faccio ora ve lo chiedo cortesemente.Grazie mille.

[Black Magic]

ho fatto un giro sul sito di Fluent, che tu sappia è un software semplice da usare? (tipo i programmi ad elementi finiti per analisi strutturale come Algor)

Da noi si è passati ad Ansys, oltre ai codici homemade di cui parlava FAS.
Comunque, dopo l'acquisto di Fluent, Ansys e Fluent sono la stessa parrocchia ormai.

La difficoltà d'uso dipende da quanto è geometricamente complesso il profilo che devi meshare. Anche se il produttore del software fornisce dei meshatori più o meno automatici, i nodi vanno distribuiti con criterio a seconda di come si prevede che evolverà il flusso.
Altrimenti possono uscire risultati inattendibili o palesemente improbabili.
Il problema fondamentale è che il codice CFD si "mangia" tutto e quindi tira fuori i risultati in funzione della bontà della mesh.
Per questo i meshatori esperti sono profili abbastanza ricercati.

[FAS]

a parte i motori la resistenza maggiore é data dalla fusoliera, questa ha le dimensioni (vedi sopra) dipendenti dal carico pagante da trasportare.

non so se ho capito bene. Intendi dire che la fusoliera fa più resistenza dell'ala?(ho sempre pensato il contrario) sapresti dare qualche dato, per esempio, su un a340 (o quello che vuoi tu) in crociera, la percentuale di resistenza della fusoliera su quella totale quant'è?

ciao e grazie.

scusami sono stato superficiale e poco chiaro nella mia spiegazione.
L`elemento in assoluto che crea piú resistenza é proprio l'ala, ma non puoi far tanto per diminuirla; é la macchina principale che ti da la portanza.

Nelle mie parole consideravo l'ala come condizione necessaria al volo e quindi sulla sua resistenza non puoi tanto giocarci in fase di pre-project. La fusoliera ed i suoi raccordi con l'ala /fairing (sopratutto il disegno dei carrelli in fase TO e LAN) puoi migliorarla e modificarla come vuoi. (se hai tempo e manpower a disposizione). Sono stato chiaro???? o no! se hai domande chiarificatrici fai pure….

le percentuali di drag fuselage purtroppo non sono in mio possesso! non voglio dare numeri


Comunque le componenti significative di drag sono:
wing profile drag
induced drag
fuselage drag
empennage drag
cooling drag
nacelle drag
trim drag
interference drag

Generalmente il wing profile drag e l'induced drag danno il maggiore contributo alla drag totale ed in condizioni di crociera il wing prfile drag da il contributo piu grande. Quello che posso dire é che per i liner il wing profile drag rappresenta circa 1/3 della drag totale in condizioni di crociera.

[vihai]

1/2 p sta per...?

metà della densità dell'aria espressa in kg/metro cubo;

Allora è sbagliato, la densità si indica con la lettera greca rho minuscolo, se puoi usi la lettera greca, se non puoi (come in questo forum[1]) scrivi "rho".

V2 sta per...?

velocità al quadrato;

Allora si scrive V^2 se proprio non puoi mettere l'apice (V²).

Scf sta per...?

s=supeficie alare

Eh... quale superficie (frontale o in pianta) dipende dal tipo di resistenza che vai a calcolare.

cf=coefficente di forza (insicuro devrei ripassare).

Intanto devi scegliere quale coefficiente, resistenza di forma, resistenza di attrito, resistenza indotta...

bisognerebbe conoscere prima velocità superficie alare e coefficente...

Il coefficiente dipende da e contiene tutte le scelte progettuali che hai GIÀ fatto.

allora lavevo detto o no?Per favore avevo lasciato perdere il 3d visto che non mi andava più di rispondere per non fare polemiche,ma veo che mi obbligate,quindi potreste finirla?

L'atteggiamento che le persone hanno verso di te dipende da come tu ti poni verso di loro. Certo, ci sono i pirla, spesso sono tanti, in certi posti sono tutti, ma statisticamente se ottieni delle reazioni di un certo tipo devi anche considerare che non siano TUTTI pirla e che non ce l'abbiano tutti con te.

[1] Amministratori! C'è un baco I caratteri UTF-8 vengono convertiti correttamente in entities ma poi viene fatto l'escaping e si vede l'entity non interpretata: "ρ" dovrebbe essere rho.

[Gozer]

Amministratori! C'è un baco I caratteri UTF-8 vengono convertiti correttamente in entities ma poi viene fatto l'escaping e si vede l'entity non interpretata: "ρ" dovrebbe essere rho.

Mapporc&%£##@£$[§^"°$%&%°ç|....

[Otaku]

@ Fas: prima di tutto ciao!
Poi: che cos'è la cooling drag? Il famoso "guscio" di rinforzo che Airbus mette in zona della radice alare quanto influisce aerodinamicamente?
Lo hai inventato te?
Grazie!

[tristar]

a parte i motori la resistenza maggiore é data dalla fusoliera, questa ha le dimensioni (vedi sopra) dipendenti dal carico pagante da trasportare.

non so se ho capito bene. Intendi dire che la fusoliera fa più resistenza dell'ala?(ho sempre pensato il contrario) sapresti dare qualche dato, per esempio, su un a340 (o quello che vuoi tu) in crociera, la percentuale di resistenza della fusoliera su quella totale quant'è?

ciao e grazie.

scusami sono stato superficiale e poco chiaro nella mia spiegazione.
L`elemento in assoluto che crea piú resistenza é proprio l'ala, ma non puoi far tanto per diminuirla; é la macchina principale che ti da la portanza.

Nelle mie parole consideravo l'ala come condizione necessaria al volo e quindi sulla sua resistenza non puoi tanto giocarci in fase di pre-project. La fusoliera ed i suoi raccordi con l'ala /fairing (sopratutto il disegno dei carrelli in fase TO e LAN) puoi migliorarla e modificarla come vuoi. (se hai tempo e manpower a disposizione). Sono stato chiaro???? o no! se hai domande chiarificatrici fai pure….

.

chiarito grazie.....mi sembrava strano!

ciao e grazie