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Politecnico di Torino I Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria Aerospaziale
Relatrice: ing. Stefania Scarsoglio
Candidato: Marco Lonoce
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• Resistenza Indotta - Winglet
• Morphing ala
• Alula come Slats
• Coda come Flaps
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Motivazioni :
• Analisi di un profilo alare a basso numero di Re, in particolare l’ala di un’aquila, nella situazione standard e, successivamente, considerando una tarpatura dell’ala.
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• Tipologie di Ali
• Gliding
• Soaring
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𝐿 = 𝑊𝑐𝑜𝑠𝛾 𝐷 = 𝑊𝑠𝑒𝑛𝛾
𝐸 = 𝐿
𝐷= 𝑊𝑐𝑜𝑠𝛾
𝑊𝑠𝑒𝑛𝛾=
1
𝑡𝑔𝛾
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• Flapping
• Hovering
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Penne Remiganti
• Parte più importante del piumaggio perché permettono le manovre
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• 𝑙 = 0.3𝑚
• 𝑣 = 45 − 50 𝑘𝑚/ℎ
• 𝑧 = 2500 𝑚
• 𝑅𝑒 = 200 000 – 250 000
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Aquila delle steppe
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• Gsys
• Matlab
• Xfoil
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• Eliminazione dei salti di pressione al bordo di fuga
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• Taglio del terzo finale
• Interpolazione Punti
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Xfoil è un software, basato sul metodo dei pannelli, capace di analizzare profili subsonici isolati.
Analisi Xfoil Profilo
Standard Profilo con Tarpatura
Analisi Viscosa
Analisi Non
Viscosa
Analisi Viscosa
Reynolds Caratteristici:
100 000 - 250 000
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• 𝑀 ≅ 0
• Analisi per −8° < 𝛼 < 20°
• Fenomeni di separazione e
stallo presenti oltre 8.5°
• 𝐶𝐿𝑚𝑎𝑥 = 1.5 𝑝𝑒𝑟 𝛼 = 8.5°
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Curve 𝐶𝐿 − 𝛼 ∶
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• 𝛼 = 0 𝐸𝑅𝑒100 = 21.14 𝐸𝑅𝑒250 = 40.32
• 𝛼 = 7 𝐸𝑅𝑒100 = 34.52 𝐸𝑅𝑒250 = 67.85
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Curve 𝐶𝐿 − 𝐶𝐷
𝛼 = 0 𝐸𝑅𝑒2 000 = 78.88 𝛼 = 7 𝐸𝑅𝑒2 000 = 140.58
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𝑅𝑒 → ∞ effetti viscosi trascurabili rispetto a quelli d’inerzia
La parte terminale del profilo presenta vettori con modulo piccolo
𝑪𝑷 = 𝒑 − 𝒑∞𝟏𝟐𝝆∞𝑽∞
𝟐
𝑪𝑳 = (𝑪𝒑−
𝒍
𝟎
− 𝑪𝒑+ ) 𝒅𝒙
𝒍= ∆𝑪𝒑
𝒅𝒙
𝒍
𝒍
𝟎
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• −8° < 𝛼 < 20°
• ∆𝐶𝐿 ≅ −0.2
• 𝛼𝑚𝑎𝑥 = 9° per
Re = 100 000
• 𝛼𝑚𝑎𝑥 = 12°
• 𝐶𝐿𝑚𝑎𝑥 = 1.6
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Confronto tra Profilo Standard e Profilo con Tarpatura
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Confronto tra Profilo Standard e Profilo con Tarpatura
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𝑳 = 𝟏
𝟐𝝆𝑽𝟐𝑪𝑳𝑺
Tarpatura
Riduzione del 𝐶𝐿 di 20%-50%
Riduzione del 33% della superficie alare (nel 3D)
A parità di portanza L si ottengono velocità medie che, dal valore di 𝑉 = 50 𝐾𝑚/ℎ si è
passati a 𝑉 = 70 − 100 𝐾𝑚/ℎ
Impossibilità al Volo
Il Volo risulta essere troppo energico e
dispendioso
Taglio delle Penne Remiganti, le quali
permettono le principali manovre
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• Buone caratteristiche aerodinamiche ma inferiori ai profili utilizzati
• Effetti 3D trascurati dall’analisi
• Morphing
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Generali
• Miglioramento dei risultati all’aumentare di Reynolds
Riguardo l’Analisi