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AIAA Design Build and Fly Competitions 2013-2014
SASA – Sapienza Flight Team
Il requisito principale della competizione è come negli anni passati la leggerezza, in particolare quest’anno si richiede l’alloggiamento, il carico e il fissaggio in tempi rapidi di un payload interno; bisogna inoltre portare a termine un’ulteriore missione, oltre alle usuali tre (autonomia, velocità, carico), che consiste nel muoversi su un terreno accidentato simulato mediante l’impiego di una tettoia ondulata in pvc con ostacoli ai due lati.
Per soddisfare i requisiti delle diverse missioni si è ripresa quindi la configurazione sviluppata nella precedente competizione: tradizionale ala alta (Figura 1) al fine di semplificare le operazioni di alloggiamento e fissaggio del carico interno (accessibile mediante portellone sul fondo) mantenendo dimensioni e peso contenuti, il carrello presenta una forma particolare con gambine basculanti che consentono al velivolo di muoversi agilmente sul terreno ondulato.
Vista la configurazione adottata, la fusoliera è realizzata nelle sue parti strutturali (la parte superiore, che prevede l’allogiamento del castello motore, dell’ala e del piano di coda) con sandwich carbonio, aramidico e schiuma interna realizzato dal team, mentre il resto della struttura per esigenze di leggerezza è realizzata in balsa, eventualmente rinforzata con elementi in carbonio (Figura 2). A questo scopo si è effettuata una ottimizzazione strutturale (SOL 200).
Si è inoltre effettuata un’analisi agli elementi finiti sulla semiala per analizzarne l’affidabilità strutturale nelle condizioni di volo più critiche (Figura 3: l’analisi statica mostra come la zona più sollecitata sia il longherone alla radice dell’ala) e per visualizzarne il comportamento dinamico (Figura 4: primo modo flessionale). Si sono a questo scopo utilizzate rispettivamente un’analisi statica (SOL 101) e modale (SOL 103).
Il carrello costituiva un elemento di novità per la sua forma particolare mai testata negli anni precedenti, perciò si è scelto di effettuare delle analisi di impatto (SOL 700) per dimensionarlo.
L’analisi è stata condotta simulando una caduta da altezza opportuna con il peso del velivolo a pieno carico (2.15 kg).
Figura5 e Figura6 mostrano due possibili configurazioni analizzate per le gambine in carbonio del carrello, rispettivamente fissa e incernierata con ammortizzatore, delle quali è stata poi scelta quest’ultima.
Il risultato finale della gara è stato di 18/80, ma con solo 3 missioni portate a termine su 4 (non è stato possibile effettuare l’ultima missione di volo a causa del vento eccessivo), nel dettaglio l’SF-250M ha ottenuto il decimo posto per quanto riguarda il report tecnico con punteggio di 91.95/100, ed è risultato l’ottavo aereo più leggero.
Francesca Orazi
Manufacturing Lead SFT 2014