Alma Mater Studiorum
Università di Bologna
Transilvania University
of Brasov
Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica
STUDIO E DIMENSIONAMENTO DI MASSIMA
DEL CARRELLO DI ATTERRAGGIO DI UN
AEROPLANO SPERIMENTALE
Tesi di Laurea di:
GIUSEPPE NARDELLA
Relatore:
Prof. Ing. LUCA PIANCASTELLI
Correlatori:
Prof. Ing. GIANNI CALIGIANA
Prof. Ing. RADU VELICU
Prof. Ing. FRANCO PERSIANI
Prof. Ing. ALFREDO LIVERANI
Il carrello d’atterraggio del Macchi 205V
Il carrello d’atterraggio del Macchi 205V
Il nuovo carrello
Il nuovo carrello
Metodologia
• Acquisizione dei dati necessari per il disegno e il progetto
• Studio delle problematiche inerenti alla progettazione dei carrelli
• Disegno dei componenti e assemblaggio
• Analisi agli Elementi Finiti
Strumenti utilizzati
„
„
SolidWorks 2005
Visione dei disegni
esistenti
CATIA V5 R10
Disegno ed Analisi
FEM
Carichi applicati
Per definire I carichi applicati si sono supposte le
condizioni di atterraggio peggiori
• Atterraggio su una sola gamba
• Atterraggio a 2,5 G
Carichi applicati
Dati iniziali:
M = 3000 kg
Fattore di sicurezza = 2,5
Fy = M ⋅ g ⋅ 2,5
Coefficiente d’attrito di
primo contatto (spin up) = 0,7
F x = 0, 7 ⋅ F y
Angolo di stallo del profilo alare = 12°
Angolo caratteristico del carrello = 11°
Materiale
Il materiale utilizzato per le parti interessate dalle
sollecitazioni è il Titanio Ti 6Al 4V
„
„
„
„
Bassa densità Æ 4,4 g/cm3
Carico di snervamento min. Æ 830 MPa
Buona predisposizione ai trattamenti termici
Buona lavorabilità
Cinematismo di chiusura e sistema di
bloccaggio
Disegno
„
Dimensioni di insieme
„
Scelta della migliore tra le soluzioni compatibili
„
Schemi Cinematici (Stick Diagrams)
Cinematismo di chiusura e sistema di
bloccaggio
Disegno
Schemi cinematici
Schematizzazione delle
configurazioni che il carrello
assume nelle varie posizioni
durante il movimento di
chiusura/apertura
Cinematismo di chiusura e sistema di
bloccaggio
Disegno
Il cinematismo di chiusura è composto principalmente da:
„
Ginocchio
„
Puntoncino
„
Martinetto idraulico
„
Perni
„
Sistema di bloccaggio
Cinematismo di chiusura e sistema di
bloccaggio
Analisi agli elementi finiti
Forze che agiscono sul cinematismo:
„
Forza (FP) dovuta al peso
della gamba in fase di
chiusura
„
Forza laterale (FLAT) nel caso
di atterraggio con angolo di
imbardata
Cinematismo di chiusura e sistema di
bloccaggio
Analisi agli elementi finiti
FP
FLAT
Max < Rs = 830 MPa
Cinematismo di chiusura e sistema di
bloccaggio
Analisi agli elementi finiti
Puntoncino sottoposto a FLAT
Asta snella sottoposta a compressione
EQUAZIONE DI
EULERO
INSTABILITA’
A=
L
ρ
>π
E
σp
= A'
Pcr =
π EI
2
2
L
Cinematismo di chiusura e sistema di
bloccaggio
Analisi agli elementi finiti
Puntoncino sottoposto a FLAT
Inflessione iniziale = 1%L
L
1%L
Cinematismo di chiusura e sistema di
bloccaggio
Analisi agli elementi finiti
Puntoncino sottoposto a FLAT
Cinematismo di chiusura e sistema di
bloccaggio
Analisi agli elementi finiti
Sistema
Analisi
didei
bloccaggio
perni
Gamba - Ammortizzatore
La gamba è composta principalmente da:
„
Perno di rotazione
„
Blocco di rotazione
„
Camicia
„
Sistema ammortizzante
„
Forcella
„
Compasso antirotazione
Gamba - Ammortizzatore
Analisi agli elementi finiti
Versione semplificata
della gamba
Gamba - Ammortizzatore
Analisi agli elementi finiti
Risultati secondo il criterio di Von Mises:
Max < Rs = 830 MPa
Struttura dell’aereo
Disegno e modifica
Longherone
anteriore
Centine
centrale
destro
CONCLUSIONI
L’obiettivo di dimensionare il carrello di atterraggio della replica fullscale del macchi 205V è stato raggiunto.
Questo risulta essere leggero (30 kg + Ruota e impianto idraulico) e
resistente. Inoltre il cinematismo di chiusura risponde bene agli
sforzi ed ha dimensioni di ingombro ridotte.
Il martinetto per la chiusura è più piccolo, quindi più leggero, e non
prevede un sistema di bloccaggio interno.