MECCANICA DEL VOLO

MECCANICA DEL VOLO DELL’ELICOTTERO
Programma esteso a.a. 2006-07
Lezione n. 1
Presentazione del corso. Modello dell’elicottero. Configurazioni. Tipologie di rotore, cerniere di variazione del
passo e di flappeggio. Momenti in-plane: cerniera di ritardo.
Lezione n. 2
Sistema di controllo: piatto oscillante e suo funzionamento. Equazioni di Eulero modificate per lo studio della
dinamica della pala. Equazione del moto di flappeggio.
Lezione n. 3
Effetto della velocità di beccheggio. Equazioni del moto di ritardo e del moto di variazione del passo. Momento
aerodinamico nel moto di flappeggio in hovering.
Lezione n. 4
Moto di flappeggio in hovering e in avanzamento. Equivalenza tra flappeggio e variazione del passo ciclico.
Lezione n. 5
Flappeggio dovuto alla velocità di beccheggio. Moto di ritardo.
Lezione n. 6
Moto di ritardo indotto dal flappeggio. Moto di variazione del passo. Introduzione alla formulazione delle
equazioni di equilibrio per lo studio delle condizioni di trim.
Lezione n. 7
Determinazione delle azioni esercitate dal rotore sull’elicottero: valori medi di forza e momento, effetto
dell’offset delle cerniere.
Lezione n. 8
Sistemi di riferimento: asse di non variazione del passo, asse di non flappeggio, asse albero. Espressione della
forza sviluppata dal rotore, convenzioni sul segno degli angoli del ciclico dell’angolo di flappeggio. Equazioni
di equilibrio longitudinali e laterali.
Lezione n. 9
Interpretazione grafica delle condizioni di equilibrio. Aerodinamica del rotore in volo assiale: teoria del disco
attuatore. Condizioni di volo in discesa: vortex ring state.
Lezione n. 10
Volo in discesa: turbulent wake. Metodo dell’elemento di pala: coefficiente di trazione, effetto dello
svergolamento della pala e della distribuzione non uniforme della velocità indotta. Coefficiente di potenza.
Lezione n. 11
Effetto della variazione della velocità indotta sulla potenza; rotore ideale, efficienza del rotore. Cenni su effetto
suolo, perdite di estremità, modelli di scia. Volo in avanzamento: espressione di Glauert della velocità indotta.
Lezione n. 12
Espressione della velocità indotta in funzione della velocità di avanzamento. Seconda espressione di Glauert,
modello di Mangler e Squire. Espressione della potenza indotta. Campo di velocità sulla sezione di pala durante
il giro: zona di inversione del flusso.
Lezione n. 13
Espressione del coefficiente di trazione, della forza H e della coppia. Equazione del moto di flappeggio:
espressione dei coefficienti a0 , a1 , b1 . Coefficienti aerodinamici del rotore in assi disco. Equazioni di
equilibrio nel piano del disco rotore.
Lezione n. 14
Soluzione del problema del trim longitudinale. Effetto del pianetto di coda. Trim laterale.
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Lezione n. 15
Analisi delle condizioni di equilibrio al variare della velocità di avanzamento. Ipotesi semplificative nella
espressione delle azioni aerodinamiche sviluppate dal rotore.
Lezione n. 16
Potenza necessaria. Potenza disponibile: caratteristiche principali dei propulsori. Analisi delle caratteristiche di
volo: prestazioni in hovering. Prestazioni in volo livellato: velocità massima, velocità di massima autonomia
chilometrica e oraria.
Lezione n. 17
Determinazione della durata del volo e della distanza. Espressione della velocità di salita. Autorotazione:
velocità e angoli di discesa, angolo del collettivo, manovra di richiamata, diagramma h − V . Pitch-roll coupling
del rotore di coda.
Lezione n. 18
Variazione della velocità del rotore nel caso di piantata motore. Caratteristiche qualitative del moto di
flappeggio; stabilità in velocità, stabilità sull’angolo di attacco, effetto diedro. Cenni sulla stabilità longitudinale.
La barra stabilizzatrice Bell.
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