Verifica CFD della trimmabilità di un velivolo bimotore in caso di avaria di un motore subito dopo il decollo in riferimento alla normativa CS-23

Lo scopo dell'elaborato è quello di creare un modello software destinato alla simulazione CFD (Computation Fluid Dynamics) con l'obiettivo di stimare la performance aerodinamica di un velivolo bimotore in caso di avaria di un motore. Nello specifico viene studiata la capacità del velivolo in questione di poter mantenere una condizione di equilibrio con un elica in rotazione ed una ferma. La progettazione di un velivolo deve rispettare le norme regolate dall'ente preposto, in questo caso si tratta della EASA, European Union Aviation Safety Agency. In particolare, nel caso di questa tesi si fa riferimento alla normativa CS-23 applicata allo scopo di mantenere un livello elevato e uniforme di sicurezza aerea in Europa. Rispetto ad una condizione di volo nominale per "trimmare" l'aereo in volo rettilineo uniforme in questi casi viene deflesso il timone di coda per bilanciare il momento di imbardata generato dall'asimmetria di spinta. A sua volta il piano di coda verticale induce una forza laterale che dev'essere bilanciata dall'assetto del velivolo assumendo angoli di banco e di scivolata laterale diversi da zero. I risultati ottenuti dalle simulazioni verranno utilizzati per la verifica del dimensionamento della deriva e del timone per riuscire a "trimmare" il velivolo con un massimo di 5 gradi di angolo di banco. La verifica avrà esito positivo se il velivolo presenta una condizione di equilibrio prima della saturazione del pedale. Inoltre, i momenti aerodinamici attorno alle cerniere dei comandi di volo verranno utilizzati per verificare il dimensionamento della linea di comando in modo da rispettare il carico massimo applicato dal pilota secondo normativa. La simulazione viene sviluppata mediante il software gratuito e open source OpenFOAM scritto in C++. Vengono utilizzati la libreria cfMesh per discretizzare il dominio in cui è immersa la geometria del velivolo rappresentata da un file STL e l'opzione Multiple Reference Frame per modellare l'elica funzionante.