Post on 16-Feb-2019
Università degli Studi di Bologna
Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica
Disegno Tecnico Industriale
Processo di installazione del motore Orenda su una replica del Macchi 205
Veltro
Relatore: Prof. Ing. LUCA PIANCASTELLI
Tesi di Laurea di: Correlatori: Prof. Ing. GIANNI CALIGIANA
ANDREA DATI Prof. Ing: ALFREDO LIVERANI
Progetto virtuale gallerie Caproni
La tesi si inserisce nell’ambito del progetto virtuale “Gallerie Caproni”che comprende l’acquisizione e digitalizzazione della documentazione originale di velivoli storici e la ricostruzione virtuale degli stessi.
CARATTERISTICHE TECNICHE:
Velocità max 648 Km/hApertura alare 10.58 mSuperficie alare 16.8 m2
Lunghezza totale 8.84 mAltezza 3.03 mCarico utile 827 Kg Massa totale 3408 Kg Peso a vuoto 2587 Kg
Macchi 205 Veltro
Scopo del progetto
Costruire un modello virtuale della parte anteriore del Macchi 205 Veltro e valutare la possibilità di installazione di un motore Orenda OE600A
•Studio della capottatura del motore e realizzazione del modello in 3D dei cofani mediante il CAD Rhinoceros 3.•Raccolta delle informazioni sul motore Orenda OE600A e creazione del suo modello .
•Progettazione preliminare e posizionamento dei sistemi di raffreddamento di acqua e olio e del sistema di alimentazione del motore.
•Progettazione e verifica del castello motore.
Sviluppo fasi di lavoro:
Studio della capottatura
Componenti muso dell’aereo:• cofano dorsale anteriore• cofano dorsale posteriore
• cofano ventrale anteriore
• cofano ventrale posteriore• presa d’aria
• longherina di supporto dei cofani anteriori
• cono di copertura del mozzo elica
I cofani del Macchi
Strutturaportante
Profilati in duralluminio fissati con squadrette, chiodi e rivetti dello stesso materiale
Lamiera Viene chiodata sullo scheletro del cofano
I cofani anteriori
Cofano dorsale
Cofano ventrale
CURVE DI COSTRUZIONESKIN DEI COFANIPROFILATI DI SOSTEGNOLAMIERE DI COPERTURALAMIERE DI COPERTURACOLORATE
I cofani posteriori
Cofano dorsale
SKIN DEI COFANI
Cofano ventrale
PROFILATI DI SOSTEGNOLAMIERE DI COPERTURA
Altri componentiLongherina di sostegno cofani con convogliatore aria in acciaio inossidabile
Presa d’aria con filtro antisabbia
Cono anteriore ed anello posteriore di carenatura del mozzo d’elica
Radiatori dell’olio
Lo skin
Riproduzione fedele del modello originale
Verifica di installazione del motore Orenda
Pelle della parte anteriore “pulita”
Eventuali studi aerodinamici in galleria del vento
Il motore Orenda OE600ADisegni complessivi con principali quote di ingombro:
Caratteristiche tecniche:Massa = 287kg
Potenza = 600 CV
Lunghezza di ingombro = 1,24 m
Larghezza di ingombro = 0,65 m
Il motoreModello dimensionato del motore realizzato mediante Rhino 3:
Attacchi castello motore
Versione con turbocompressoreVersione aspirata
Il castello motoreStruttura in acciaio 42CrMo4 costituita da:
2 travi con sezione a C variabile realizzate per forgiatura
3 estrusi di cui 2 puntoni ed uno di collegamento fra le due travi
Vincoli di progetto:
•punti di aggancio del castello motore originale (Fiat RA.1050 RC.58)•punti di bloccaggio sul motore Orenda
Dimensionamento dei puntoniVerifica carico di punta nel caso di richiamata da cabrata:
CARICHI APPLICATI CONSIDERATI
ngmF tot=Carichi di massa: n = 4 (richiamata da cabrata)
Carichi propulsivi:
Nmn
PC mm 1146
260
=××
×=
π
NvPT
E
m 8240==
•Coppia di reazione del motore
•Spinta dell’elica
Carichi giroscopici (FAR 23.371):srad /1=Ω•richiamata
prot IC ×Ω×Ω=srad/5.2=Ω•imbardata
Dimensionamento dei puntoniForze che agiscono sul singolo braccio:
Mz
Fx
Fy
Puntone daverificare
mNCmNF
mNCNF
NF
Z
Z
Y
Y
X
⋅=⋅=
⋅===
56,10994,2332
17599920
2,4120
NFc 8,23008=Forza di compressione sul puntone:
5,1=FSFattore di sicurezza (FAR 23. 303):
NFSFF cCR 2,34513=⋅=Carico critico:
Scelta dei puntoni
2
2
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
⋅⋅=
ρ
π
L
EnA
FCR
Formula di Eulero:
mmSmuntonelunghezzaPL
mNE
n
tabella 6,292,0
/10210000
126
===
⋅=
=Prendendo:
mm24=φ
mm7,33ecommercial =φ
Il sistema di raffreddamentoIl motore Orenda va raffreddato a liquido mediante miscela di acqua e glicole etilenico che sottrae calore dai cilindri.
• radiatore• pompa centrifuga• gruppo serbatoio-vaso espansione• sistema di condotti
Componenti
Radiatori
Radiatoreacqua
Radiatoriolio
elevata pressione aria in ingresso
Sotto il ventre
Lontano dall’elica moto laminare della corrente
Raffreddamento più efficace e quindi radiatori più piccoli e leggeri
Il sistema di raffreddamento
Circolazione forzata garantita da una pompa centrifuga
Il serbatoio e il vaso di espansione sono posizionati nel punto più in alto del circuito mediante una gabbia vincolata alla presa d’aria del motore
Il collegamento ai radiatori
pompa
serbatoio
Sistema di lubrificazione
• 2 radiatori• pompa + filtro • serbatoio• sistema di condotti
Componenti
Al motore
Dal motoreCaratteristiche limite olio:• 0,8 bar < P < 7bar• 50°C < T <130°C
I tubi devono resistere a:• Pmin = 10 bar• Tmin = 140°C
Linea lunga oltre 3 m tubi di min. 13 mm φ
Il serbatoio dell’olioSerbatoio di capacità V = 16 lt
orefizio necessario all’eliminazione dei vapori di combustione presenti nel carter
La gabbia è fissata al castello motore, e perciò facilmente accessibile
La pompa in basso a destra in prossimità della coppa dell’olio
L’impianto del carburantePompamossa dal motore
filtro
Pompa a mano o elettrica
V1 V2
I
AVVIAMENTO(caso guasto)
MOTORE AVVIATO
Allocazione pompa
iniettoriAl rubinetto
Posizionare filtro
Iniettori
Pompa diiniezione
Serbatoio
Il serbatoio
TIPOLOGIE COMUNI
La soluzione comune prevede4 serbatoi indipendenti
• alluminio saldato• duralluminio chiodato• leghe di magnesio saldate (fig.)• flessibili in nylon + gomma
(es. MERIN , VETUS)
SOLUZIONE SERBATOIO PRINCIPALE
Nylon-gomma all’internodi un mantello in lega dialluminio
Motore assemblato
VSERBATOIO = 200 lt
Conclusioni(1) La capottatura è stata riprodotta fedelmente.
Conclusioni(2) E’ stato realizzato il modello dello skin utilizzabile per eventuali studi aerodinamici in galleria del vento.
Conclusioni(3) Le ridotte dimensioni del motore Orenda lo rendono assolutamente compatibile con le caratteristiche del Macchi 205 Veltro.