Progetto e Costruzione di un Progetto e Costruzione di un U.A.V U.A.V Relatore: Chiar.mo Prof. Ing.Franco Persiani Correlatori: Chiar.mo Prof. Ing.Giambattista Scarpi Chiar.mo Prof. Ing. Gian Marco Saggiani Tesi di laurea di: Alessandro Ceruti Anno Accademico 1999/2000 Università degli Studi di Bologna Facoltà di Ingegneria C.d.L. In Ingegneria Meccanica
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Progetto e Costruzione di un Progetto e Costruzione di un U.A.VU.A.V
Relatore:Chiar.mo Prof. Ing.Franco PersianiCorrelatori: Chiar.mo Prof. Ing.Giambattista ScarpiChiar.mo Prof. Ing. Gian Marco Saggiani
Tesi di laurea di:Alessandro Ceruti
Anno Accademico 1999/2000
Università degli Studi di Bologna
Facoltà di IngegneriaC.d.L. In Ingegneria Meccanica
Acronimi che identificano velivoli di questo tipo:
•• U.A.V.: Unmanned Air Vehicle;U.A.V.: Unmanned Air Vehicle;
Da cosa Da cosa èè composto un composto un sistema U.A.V.?sistema U.A.V.?
Applicazioni di un velivolo U.A.V.
Campo Militare:Campo Militare:• bersaglio;• ricognizione;• identificazione-
designazione bersagli;• inganno radar.
Campo Civile:Campo Civile:• rilievi topografici;• sorveglianza (ambientale,
traffico, industriale);• meteorologia;• pubblica sicurezza;• riprese fotografiche o
televisive;• ripetitore di segnali radio.
Specifiche del progetto
• Alta affidabilità• Massima autonomia• Buona qualità delle immagini• Semplicità d’utilizzo del velivolo• Economicità nella costruzione e nell’uso• Bassa rumorosità• Breve corsa di decollo ed atterraggio
Fasi del progetto
• Stima dei pesi;• Scelta dei profili da impiegare;• Dimensionamento dell’ala e degli impennaggi;• Primo dimensionamento del velivolo;• Affinamento del progetto;• Verifica del raggiungimento delle caratteristiche indicate
nella specifica;• Disegno costruttivo dei particolari• Disegno del complessivo
Gottinga Go-1020Profilo concavo convesso di impiego aeronautico
adatto a bassi Re
Profilo impennaggi
Norman Habbe hn-316sProfilo simmetrico utilizzato sugli aeromodelli adatto per piani di coda che lavorano a bassi Re
Polare sperimentale dell’ala per allungamento 5 e Re=400.000
Portanza e Resistenza: effetti della variazione dell’allungamento e
delle linearizzazioni introdotte
2
2
2121
vScD
vScL
d
l
ρ
ρ
=
=
0
0,05
0,1
0,15
-10 -5 0 5 10 15
alfa
CdCd infinito
Cd 4
-1
-0,5
0
0,5
1
-10 0 10 20
alfa
Cl
Cl infinito
Cl inf. ApprossCl 4
Primo dimensionamento del velivolo
Affinamento del progetto• Calcolo della polare del velivolo completo;• Ricerca degli assetti di volo più convenienti;• Calcolo degli effetti dei flaps;• Verifica degli alettoni;• Calcolo della potenza necessaria al volo;• Dimensionamento dell’elica;• Stima dei consumi del motore;• Studio della disposizione del carico utile;• Bilanciamento del velivolo;
Motore: curve di potenza e consumi al variare dell’apertura del gas
• Motore: 50 cc boxer bicilindrico a 4 tempi• Velocità di crociera: 19 m/s pari a 70 Km/h• Velocità massima: 33 m/s pari a 118 Km/h• Autonomia chilometrica massima: 630 Km• Autonomia oraria: 9 h• Spazio di decollo a pieno carico: 75 m• Spazio di atterraggio su pista: 80 m
Vista frontale
•Ala alta per conferire buona stabilità intorno all’asse di rollio
•Timone orizzontale sdoppiato per assicurare maggiore affidabilità
•Timone orizzontale alto fuori dalla scia turbolenta dell’elica
•Carrello dalla ampia carreggiata
•Elica distante dal terreno e posta in asse col velivolo
Vista in pianta
•Ala dal forte allungamento per innalzare l’efficienza
•Ala dotata di flap e di alettoni con servocomandi indipendenti
•Configurazione a doppio trave di coda
Vista laterale
•Carrello triciclo anteriore
•Motore spingente
•Serbatoio in posizione baricentrica per non variare il centraggio durante il volo
•Telecamere vista pilota e vista terreno poste a prua per avere una visuale libera
•Ampio vano di carico che consente l’imbarco di altra strumentazione
Disposizione del carico utile e del serbatoiodentro alla fusoliera
Disposizione del carico utile
•Il velivolo è dotato di 2 telecamere ciascuna corredata di trasmettitore, antenna e batterie