Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica Disegno Tecnico ... Internet/Catalogo Tesi... ·...
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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
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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
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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:
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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
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I cofani del Macchi
Strutturaportante
Profilati in duralluminio fissati con squadrette, chiodi e rivetti dello stesso materiale
Lamiera Viene chiodata sullo scheletro del cofano
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I cofani anteriori
Cofano dorsale
Cofano ventrale
CURVE DI COSTRUZIONESKIN DEI COFANIPROFILATI DI SOSTEGNOLAMIERE DI COPERTURALAMIERE DI COPERTURACOLORATE
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I cofani posteriori
Cofano dorsale
SKIN DEI COFANI
Cofano ventrale
PROFILATI DI SOSTEGNOLAMIERE DI COPERTURA
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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
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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
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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
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Il motoreModello dimensionato del motore realizzato mediante Rhino 3:
Attacchi castello motore
Versione con turbocompressoreVersione aspirata
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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
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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
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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:
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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
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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
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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
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Il collegamento ai radiatori
pompa
serbatoio
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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
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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
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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
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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
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Motore assemblato
VSERBATOIO = 200 lt
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Conclusioni(1) La capottatura è stata riprodotta fedelmente.
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Conclusioni(2) E’ stato realizzato il modello dello skin utilizzabile per eventuali studi aerodinamici in galleria del vento.
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Conclusioni(3) Le ridotte dimensioni del motore Orenda lo rendono assolutamente compatibile con le caratteristiche del Macchi 205 Veltro.