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Il Forum degli Studenti di Ingegneria Aerospaziale della Federico II

Questo blog non rappresenta una testata giornalistica, pertanto non può considerarsi un prodotto editoriale ai sensi della legge n. 62 del 7.03.2001.

mercoledì 28 febbraio 2007

RC Project Contest 2 - The work goes on

E' stato rimosso il link (nella pagina principale) dello RC Contest II, gara di aeromodellismo organizzata da Euroavia Napoli nel giugno 2006. Questo perché il video è stato leggermente modificato, soprattutto nei loghi e nei ringraziamenti (questi ultimi del tutto assenti perché nacque come video "privato"): il DVD verrà consegnato in occasione della visita alla base aerea di Grazzanise e di una lezione "extra" sulla manutenzione degli elicotteri. Se chi di dovere apprezzerà (o ci suggerirà eventuali modifiche), sarà disponibile il nuovo video, magari su youtube.

The link to the RC Contest II has been removed, because it has been slightly modified. New logos and thanks have been added and the DVD will be given to Grazzanise Air Base. If accepted soon the "new" video will be on-line, maybe on youtube.

Stay tuned on: http://dany-aerospace.blogspot.com

The video preview is always available here:

venerdì 23 febbraio 2007

Me-262 photos

All the images are in the public domain





mercoledì 21 febbraio 2007

Messerschmitt Me-262 Schwalbe

Si consideri il primo jet a reazione da combattimento... e immaginate di volare! Ecco la relazione sul Me-262 (cliccate sul titolo del post per scaricarla) con tanto di allegato in MATLAB.


Prerequisiti: un minimo di conoscenze di Meccanica del Volo e di MATLAB. Per la Meccanica del Volo sono necessarie un minimo di Matematica (Analisi 1, ma neanche), un po' di Fisica (Meccanica del punto materiale) ed elementi di Aerodinamica. Per il MATLAB... un po' di informatica e conoscenza del linguaggio MATLAB.

Bibliografia (per la Meccanica del Volo):
Anderson, John D. Jr. - Introduction to Flight - McGraw-Hill International Edition
ISBN 007-123818-2

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%% Messerschmitt Me-262 %%

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

clear all

clc

format short g

% Aircraft data

b = 12.50 % wingspan (m)

S = 21.70 % wing area (m^2)

hw = 1.5 % wing height from ground (m)

Wg = 6400*9.8 % gross weight (N)

W = 5000*9.8 % average weight (N)

We = 3800*9.8 % empty weight (N)

cL_max = 2.0 % max lift coefficient

cDo = 0.020 % zero-lift drag coefficient

e = 0.7 % Oswald efficiency factor

AR = b^2/S % aspect ratio

Ta_max = 2*900*9.8 % max trhust available (N)

%% Mission briefing:

%% 1) Takeoff

%% 2) Climb at 6,000 meters

%% 3) Cruise

%% 4) Gliding

%% 5) Landing

%% 1) Calculation of the takeoff distance on runway

rho = 1.225 % air density at sea level

g = 9.8 % gravity acceleration

mr = 0.02 % runway friction coefficient

Vmin = sqrt(2*Wg/(rho*S*cL_max)) % stall speed

Vto = 1.2 * Vmin % takeoff speed

phi = (16*hw/b)^2/(1+(16*hw/b)^2) % coefficient due to ground effect

D = 0.5*rho*(0.7*Vto)^2*S*(cDo+phi*cL_max^2/(pi*AR*e)) % average drag

L = 0.5*rho*(0.7*Vto)^2*S*cL_max % average lift

dto = 1.44*Wg^2/(rho*S*cL_max*g*(Ta_max-D-mr*(Wg-L))) % takeoff distance

%% 2) Calculation of the max rate of climb

h = 6000 % cruise altitude

rho_h = 0.66011 % air density at 6000 meters

for i = 1:300

V(i) = i;

q(i) = rho*V(i)^2/2; % dynamic pressure

cL(i) = Wg/(q(i)*S) ; % lift coefficient

cD(i) = cDo + cL(i)^2/(pi*e*AR); % drag coefficient

Pr_zl(i) = q(i)*S*V(i)*cDo; % power due to zero-lift drag

Pr_id(i) = q(i)*S*V(i)*cL(i)^2/(pi*AR*e); % power due to induced drag

Pr(i) = Pr_zl(i) + Pr_id(i); % power required at sea level

Pa(i) = Ta_max * V(i); % MAX power available at sea level

EoP(i) = (Pa(i) - Pr(i)); % excess of power

RC(i) = (EoP(i))/Wg; % R/C = excess of power / weight

RC_mpm(i) = RC(i) * 60; % meters per minute

RC_mpm_h(i) = RC_mpm(i) * rho_h/rho; % rate of climb at 6000 meters

end

RCmax = max(EoP)/Wg % max rate of climb at sea level

RCmax_mpm = RCmax * 60

RCmax_h = RCmax * rho_h/rho % max rate of climb at 6000 meters

RCmax_h_mpm = RCmax_h * 60

plot (V,Pa, 'r.')

hold on

plot (V,Pr_zl, 'g.')

hold on

plot (V,Pr_id, 'b.')

hold on

plot (V,Pr, 'k.')

grid on

title ('Me-262 - Power required and power available at sea level')

xlabel ('Velocity (m/s)')

ylabel ('Power (W)')

axis ([0 300 0 5e6])

legend ('MAX power available', 'power due to zero-lift drag',...

'power due to induced drag', 'power required')

figure

plot (V,RC_mpm, 'g.')

hold on

plot (V,RC_mpm_h, 'b.')

grid on

title ('Me-262 - Rate of Climb')

xlabel ('Velocity (m/s)')

ylabel ('Rate of Climb (m/min)')

axis ([0 300 0 2000])

legend ('sea level', '6000 meters')

av_RC = (RCmax + RCmax_h)/2 % average rate to climb

av_RC_mpm = av_RC * 60

time = h/av_RC % approx. time to climb

%% 3) Cruise flight

Ta = 0.8 * Ta_max * rho_h/rho % cruise thrust available at 6000 meters

for i = 1:300

V(i) = (i+34)*sqrt(rho/rho_h);

q(i) = rho_h*V(i)^2/2;

Tr_zl(i) = q(i)*S*cDo; % thrust due to zero-lift drag

Tr_id(i) = W^2/(q(i)*S*pi*e*AR); % thrust due to induced drag

Tr(i) = Tr_zl(i) + Tr_id(i); % thrust required

cL(i) = W/(q(i)*S);

cD(i) = cDo + cL(i)^2/(pi*e*AR);

E(i) = cL(i)/cD(i); % aerodynamic efficiency

end

figure

plot (V,Tr_zl, '.g')

hold on

plot (V,Tr_id, '.r')

hold on

plot (V,Tr, '.k')

hold on

plot (V,Ta, '.b')

grid on

axis ([0 300 0 1.5e4])

title ('Me-262 - Thrust required curves at 6000 meters')

xlabel ('Velocity (m/s)')

ylabel ('Thrust (N)')

legend ('thrust due to zero-lift drag','thrust due to induced drag',...

'thrust required', 'thrust available')

figure

plot (V,E, '.')

grid on

axis ([0 300 0 20])

title ('Me-262 - Aerodynamic efficiency')

xlabel (' Velocity (m/s)')

ylabel ('E = cL/cD')

Tmin = min(Tr) % min thrust

Emax = max(E) % max aerodynamic efficiency

VTmin = sqrt(Tmin/(rho_h*S*cDo)) % min thrust (max efficiency) airspeed

VTmin_KPH = VTmin * 3.6

%% 4) Calculation of the max range in gliding flight

theta = atand(1/Emax) % glide angle at max efficiency

range = h * Emax % max range in gliding at 6000 meters

%% 5) Calculation of the landing distance on the grass

Vmin = sqrt(2*We/(rho*S*cL_max)) % stall speed

Vl = 1.3 * Vmin % landing speed

mg = 0.60 % grass + brake friction coefficient

D = 0.5*rho*(0.7*Vl)^2*S*(cDo+phi*cL_max^2/(pi*e*AR)) % average drag

L = 0.5*rho*(0.7*Vl)^2*S*cL_max % average lift

dl = 1.69*We^2/(g*rho*S*cL_max*(D+mg*(W-L))) % landing distance


martedì 20 febbraio 2007

Fisica Matematica - MATLAB

Aggiunte gli altri due elaborati di Fisica Matematica al mio sito host. Ho deciso tuttavia di non allegare i listati in MATLAB: la loro spiegazione richiederebbe tempo che non ho, inoltre la loro pubblicazione permetterebbe ad eventuali birbantelli di copiare il codice sano sano e di spacciarlo per proprio. Per cui, almeno per ora, niente codice MATLAB di Fisica Matematica. So che la sessione di esami è al termine, per cui tali elaborati saranno più utili per la prossima: magari allora sarò convinto a pubblicare il codice online, fatemi sapere commentando questo post.

Fra qualche tempo pubblicherò la relazione sul Messerschmitt Me-262.

Per l'apertura del terzo elaborato è necessario WinRAR: http://www.winrar.it/

sabato 17 febbraio 2007

Fisica Matematica - Elaborato 1


In figura è stata rappresentata una struttura costituita da due parti, rese solidali tra loro, sottoposta alle forze concentrate F1 ed F2, al momento M ed ai carichi distribuiti ivi indicati.

Si chiede:
  1. Di determinare il vettore Rsup equivalente alle forze agenti sulla parte superiore della struttura.
  2. Di riportare la forza Rsup nel punto M dove fisicamente essa si trasmette attraverso il vincolo.
  3. Di determinare la forza equivalente Rtot agente sulla parte inferiore della struttura caricata oltre con le forze su di essa agenti anche con la Rsup prima trovata.
  4. Di scomporre la Rtot nei due vettori: RP verticale passante per il punto P e RN applicata in N.
Dati del problema: sono personalizzati in base al numero di matricola. Si consideri come esempio la matricola n. 517/1234 (oppure 745/1234). Sia N la somma delle cifre (uguale a 5+1+7+1+2+3+4=23 nel primo caso e 26 nell’altro) e siano R7 ed R9 i resti della divisione di N per 7 e per 9 rispettivamente (nel primo esempio R7 = 2 ed R9 = 5, nell’altro è R7 =5 ed R9 = 8).

q1 = R7+1 (kN/m)
q2 = 1,4 q1
q3 = 3q2
q4 = 2q2
q5 = R5+2 (kN/m)
L = R9+1 (m)
F1 = 2q1l
F2 = 3q5l
M = 70 q1 l2

Un procedimento grafico che affianchi quello analitico è opportuno come autoverifica.

L'elaborato risolto si trova su:

Elaborati - File disponibili in rete

FINALMENTE mi è stato possibile pubblicare su web gli elaborati di Fisica Matematica, in ottima qualità in formato .pdf , disponibili per Voi, lettori e colleghi, per una consultazione e per avere un'idea di come andrebbero svolti questi elaborati; non che i miei siano i migliori, ci mancherebbe altro, ma un'occhiatina non guasta mai. Vi ricordo che sono disponibili elaborati altrettanto validi, se non migliori, sul sito web del docente.

Per la comprensione degli elaborati è necessario aver seguito un corso di Fisica Matematica.
Presto pubblicherò anche il listato in MATLAB. Ovviamente tutto ciò che pubblico può essere liberamente copiato e distribuito, purchè se ne citi la fonte (basta il link di questo blog: http://dany-aerospace.blogspot.com/)

A breve pubblicherò anche una relazione di Meccanica del Volo sul primo caccia a reazione della reazione, il Messerschmitt Me-262.

martedì 13 febbraio 2007

Adolph Galland's report regarding the Me 262

On 22 May, 1943 Adolf Galland (who as General der Jagdflieger was responsible for directing fighter operations) made his first flight in the new jet fighter. Galland was so impressed that in his report he urged production of the Bf 109 be ended to free up production capacities for the Me 262; here's the original report (in English):
Berlin, 25 May 1943

Most esteemed Herr Generalfeldmarschall!

On Saturday, the 22nd of the month, I tested the ME 262 at Augsburg in the presence of Oberst Petersen and other persons from the Technical Office. I would have preferred to report personally to the Generalfeldmarschall and also elaborate on other matters, however I was so occupied after my visit to Sicily that there was simply no time. The Reichmarschall has ordered me to report today.

Concerning the Me 262, I beg to state the following:
1.) The aircraft represents an enormous leap forward, it would give us an unimaginable lead over the enemy if he adheres to the piston engine.
2.) In-flight handling of the airframe is impressive.
3.) The power plants are fully convincing, except during take-off and landing.
4.) The aircraft offers entirely new tactical prospects.

I beg to submit the following proposal: The Fw 190 D is under development, its performance should match the Me 209's in all respects. The performance of the two types, however, will not be superior to the enemy's models, particularly at altitude. The only progress seems to be in armament and higher speeds.

Conclusion:
  1. Me 209 be discontinued
  2. Total fighter production to switch from the Fw 190 with BMW 801 to the Fw 190 with DB 603 and Jumo 213 respectively.
  3. The construction and industrial capacities thus released to be concentrated on the Me 262, with immediate effect.

I shall report immediately on my return.

Heil Hitler! Herr Generalfeldmarschall your most obedient servant.

Galland

Some Aircraft Aerodynamic Data

Riporto qui delle tabelle, sparse qua e là nella Rete, riguardo alcune caratteristiche, strutturali ed aerodinamiche di alcuni velivoli, in particolare di alcuni caccia della seconda guerra mondiale. Quando possibile includerò anche le fonti.

Here there are some tables, found on the Internet, about structural and aerodynamic features of several aircraft, expecially about World War II Warplanes. When possible, I will add the link source of the informations.

Aircraft Type

Cdo

e

Single Engine
Light Aircraft
No Struts

0.024

0.8

Single Engine
Light Aircraft
With Struts

0.026

0.8

Multi Engine
Widebody Aircraft

0.019

0.84

Twin Engine
Widebody Aircraft

0.017

0.85

Twin Engine
Commuter Aircraft

0.021

0.85

Military Aircraft
with external stores

0.028

0.70

Vintage Bi-plane
with struts and bracing wire

0.038

0.70


http://www.aeromech.usyd.edu.au/aero/perf/perf_ac.html


Messerschmitt Me-262 Schwalbe


Me-262A-1a

Developing Nation:

Germany

Manufacturer/designer:

Messerschmitt

Task:

Interceptor / bomber

First Flight:

-April 18th 1941 (with Jumo 210G piston engines)

-July 18th 1942 (first flight with 2x Junkers Jumo 004A turbojets)

First Delivery:

June 1944

First Operational:

June 1944

Crew:

1

Wing Span:

12,51 m

Wing Area:

21,70 m²

Length:

10,60 m

Height:

3,83 m

Engine (s):

two Junkers Jumo 004B-1 turbojets providing 900 kg. thrust

Weight:

4420 kg

Max. Take off weight:

6396 kg

Max. Speed:

870 Kph

Range:

1050 km on internal fuel

Weapons:

- 4x 30 mm MK 108 cannons

- 12x 55 mm R4M rocket missals under each wing


WWII Warplanes

E.E. Units


Me109G, 1941

P-51D Mustang, 1943

Spitfire VC, 1941

Gross weight

7,500 lbs

11,200 lbs

6,785 lbs

Engine

DB605A

V-1650-7 Merlin

Merlin 45

Power

1,475 hp

1,450 hp

1,470 hp

Wing area

173 sq.ft.

233 sq.ft.

242 sq.ft.

Climb rate

2,250 fpm

1,500 fpm

2,000 fpm

Vmax

413 mph

437 mph

369 mph

CL max

2.9

1.6

1.6

Stall speed

76 mph

107 mph

82 mph

Wing root airfoil

NACA 2R1 14.2

NACA/NAA 45-100

NACA 2213

S.I. Units


Me109G, 1941

P-51D Mustang, 1943

Spitfire VC, 1941

Gross weight

3,400 Kg

5,080 Kg

3,080 Kg

Engine

DB605A

V-1650-7 Merlin

Merlin 45

Power

1.10 * 106 W

1.08 * 106 W

1.10 * 106 W

Wing area

16.07 m2

21.65 m2

22.48 m2

Climb rate

686 mpm

457 mpm

610 mpm

Vmax

665 Kph

703 Kph

594 Kph

CL max

2.9

1.6

1.6

Stall speed

122 Kph

172 Kph

132 Kph

Wing root airfoil

NACA 2R1 14.2

NACA/NAA 45-100

NACA 2213