Tecniche innovative applicate alla rielaborazione di un

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UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI BOLOGNA Facoltà di Ingegneria

Corso di Laurea in Ingegneria Aerospaziale

Tesi di laurea di:

Simone Vezzelli

Tecniche innovative applicate alla rielaborazione di un velivolo storico

Relatore:Prof.Ing.Luca Piancastelli

Anno Accademico 2006 – 2007 II Sessione

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Ambito del progetto:Realizzazione di un velivolo ultraleggero le cui linee richiamino quelle

di un aereo da combattimento italiano della seconda guerra mondiale: il Reggiane RE 2005 Sagittario

La possibilità di ottenere un ultraleggero con le suddette caratteristiche in scala 1:1 è data da un innovativo processo di fabbricazione detto

RTM

Fasi precedenti del progetto:

►Tesi Ing.Gamberini: modellazione tridimensionale delle superfici esterne del velivolo partendo dai disegni originali delle Officine Reggiane.

►Tesi Ing.Errani: studio di fattibilità mediante analisi agli elementi finiti (ANSYS) della struttura del velivolo.

►Tesi Ing.Lana: modellazione tridimensionale solida di fusoliera, ali, cofano motore e ogiva.

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Obiettivo della tesi:Modellazione tridimensionale solida, tramite CAD, delle parti non ancora realizzate del velivolo allo scopo di renderle impiegabili come base per la realizzazione degli stampi che, grazie alla tecnica dell’RTM, consentono di ottenere pezzi già pronti per essere assemblati in qualunque officina, senza ricorrere ad attrezzature particolari.

Parti interessate del velivolo:

► Impennaggio orizzontale e relative superfici mobili ► Impennaggio verticale e relative superfici mobili► Alettoni e flaps

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RTM:Resin Transfer Moulding

Tecnologia per la produzione di materiali compositi che utilizza resina liquida (poliestere o epossidica) per impregnare pre-forme costituite da rinforzi fibrosi (fibra di vetro o di carbonio) disposti in uno stampo in modo da formare strutture sandwich.I materiali compositi hanno come caratteristiche :

● elevato rapporto resistenza-peso ● elevata resistenza a fatica, agli urti e alla corrosione ● Costi elevati RTM permette di ottenere pezzi di forma complessa, con ottima

finitura superficiale, resistenza adeguatamente elevata e costo di produzione relativamente basso.

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Scelta del materiale

Rivestimento esterno:

● Strato di fibra di carbonio impregnato di resina epossidica di spessore 0.8 mm e densità 0.00155 g/mm^3

Riempimento:

● Schiuma in polistirene a bassa densità (Styrodur di Basf) 0.00028 g/mm^3

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Reggiane RE 2005 Sagittario

Caratteristiche tecniche del velivolo originale:

• apertura alare: 11.00 m• lunghezza : 8.73 m• altezza: 3.15 m• superficie alare: 20.4 m^2• motore: Daimler Benz DB605A-1• potenza al decollo: 1475 CV• peso massimo al decollo: 3610 kg• velocità massima: 628.5 km/h• velocità di crociera: 515 km/h• velocità minima: 136 km/h

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Reggiane RE 2005 Sagittario:versione ultraleggera

Modifiche apportate:

● Motore motociclistico YAMAHA R1 riadattato, potenza massima 152 CV, massa 65 kg

● La massa del velivolo si riduce da 3610 kg a 450 kg● La velocità massima del velivolo si riduce da 174 m/s a 72 m/s● Progettazione del posto passeggero

Si rendono necessarie modifiche all’assetto del velivolo. Inparticolare viene annullato il calettamento ala-fusoliera mentre ilcalettamento stabilizzatore-fusoliera viene mantenuto a -0.3 gradi.

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Organizzazione del lavoro:

1. Analisi dello stato del progetto

1. Modellazione tridimensionale solida delle parti in questione

1. Soluzione di montaggio

4. Proposta per la realizzazione degli organi di comando in cabina

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Stato del progettoDopo aver procurato tutti i dati necessari per la realizzazione delle partiInteressate, quali tavole originali e probabili modifiche, si è analizzato il modello tridimensionale solido realizzato nelle fasi precedenti, ponendo l’attenzione sui riferimenti lasciati. In particolare gli assi di rotazione delle superfici mobili e la posizione degli impennaggi. Il modello si presentava come in figura:

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Modellazione tridimensionale

Impennaggio orizzontale:Disponendo delle tavole originali è stato riprodotto in scala 1:1 ,completo di equilibratori e aletta compensatrice

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Modellazione tridimensionale

Impennaggio orizzontale:Disponendo delle tavole originali è stato riprodotto in scala 1:1 ,completo di equilibratori e aletta compensatrice

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Modellazione tridimensionale

Impennaggio orizzontale:Disponendo delle tavole originali è stato riprodotto in scala 1:1 ,completo di equilibratori e aletta compensatrice

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Modellazione tridimensionale

Impennaggio orizzontale:Disponendo delle tavole originali è stato riprodotto in scala 1:1 ,completo di equilibratori e aletta compensatrice

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Impennaggio verticale:In modo analogo si sono disegnati tutti i profili e creati i solidi

Modellazione tridimensionale

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Impennaggio verticale:In modo analogo si sono disegnati tutti i profili e creati i solidi

Modellazione tridimensionale

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Impennaggio verticale:In modo analogo si sono disegnati tutti i profili e creati i solidi

Modellazione tridimensionale

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Impennaggio verticale:In modo analogo si sono disegnati tutti i profili e creati i solidi

Modellazione tridimensionale

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Modellazione tridimensionale

Alettoni e Flaps:Sono stati creati sfruttando i profili già definiti dell’ala e gli scassi appositi effettuati nelle fasi precedenti del progetto

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Modellazione tridimensionale

Alettoni e Flaps:Sono stati creati sfruttando i profili già definiti dell’ala e gli scassi appositi effettuati nelle fasi precedenti del progetto

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Modellazione tridimensionale

Alettoni e Flaps:Sono stati creati sfruttando i profili già definiti dell’ala e gli scassi appositi effettuati nelle fasi precedenti del progetto

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Modellazione tridimensionale

Alettoni e Flaps:Sono stati creati sfruttando i profili già definiti dell’ala e gli scassi appositi effettuati nelle fasi precedenti del progetto

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Soluzione di montaggio

Analogamente all’ala gli impennaggi vengono prima collegati fra loro e in seguito agganciata la coda della fusoliera divisa in due pezzi

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Soluzione di montaggio

Analogamente all’ala gli impennaggi vengono prima collegati fra loro e in seguito agganciata la coda della fusoliera divisa in due pezzi

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Organi di comando

La realizzazione proposta di leva e pedaliera predispone una linea di comando flessibile, a differenza dell’originale di tipo rigido, per contenerne il peso entro limiti accettabili

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Conclusioni

Obiettivi raggiunti:

● Si è ottenuta una replica in scala 1:1 del velivolo storico poiché le superfici

sono state realizzate a partire dai disegni originali

● La massa prevista per il velivolo rientra nei parametri imposti per la categoria ultraleggeri nonostante le dimensioni abbondanti del Reggiane Re 2005

● Le varie parti prodotte per RTM possono essere vendute come kit e assemblate in qualunque officina meccanica senza ricorrere ad attrezzature particolari.