Progetto preliminare di un APR in configurazione VTOL = Preliminary design of a UAV in VTOL configuration

Il mercato degli APR (Aeromobili a Pilotaggio Remoto) sta trovando sempre più spazio al giorno d’oggi, grazie alle tantissime applicazioni per le quali questi oggetti possono essere utilizzati: missioni di ricerca e soccorso, agricoltura di precisione, fotogrammetria, termografia, servizi di consegna a domicilio e tanti altri impieghi. L’obbiettivo di questo lavoro di tesi è quello di eseguire un dimensionamento preliminare di un particolare tipo di aeromobile a pilotaggio remoto, totalmente elettrico, ovvero un VTOL (Vertical Landing Take-Off) del tipo Powered-Lift, concentrandosi maggiormente sulla configurazione esterna, sfruttando come termini di paragone, dati relativi a diversi VTOL della medesima categoria presenti attualmente in commercio. Fissata la configurazione, viene eseguita un’analisi aerodinamica dell’aeromobile durante la fase di crociera, sia bidimensionale (per la scelta del profilo alare ottimale) che tridimensionale, in modo tale da rendersi conto di quelle che sono le performance aerodinamiche del velivolo in questa fase della missione. Si esegue successivamente un’analisi preliminare per il calcolo dell’angolo di incidenza geometrica dell’ala a cui il velivolo stalla, parametro fondamentale che deve essere noto agli eventuali utilizzatori dell’oggetto e che deve quindi essere presente all’interno del manuale di volo dell’APR. In seguito è presente una sezione relativa alla verifica della stabilità statica longitudinale del velivolo, in cui viene calcolata la posizione reciproca del centro di massa e del punto neutro dell’aeromobile. Nella stessa sezione vengono calcolati l’angolo di incidenza geometrica dell’ala e l’angolo di incidenza aerodinamica effettivo al quale il VTOL deve volare in fase di crociera, nonché l’angolo di calettamento dell’impennaggio orizzontale rispetto al piano di fusoliera, per permettere l’equilibrio del velivolo all’angolo di incidenza aerodinamica di crociera, con l’equilibratore in posizione neutra. Si prosegue con la scelta dei motori, delle eliche e delle batterie che consentono il sostentamento del velivolo sia in modalità multicottero (per il decollo e l’atterraggio verticale) che in modalità aeroplano (per la fase di crociera), sulla base dell’attuale tecnologia disponibile. Infine, vengono presentati i modelli CAD dei principali componenti del VTOL, nonché il modello CAD dell’intero VTOL, creati mediante il software Solidworks.