• idrogeno
• PrandtlPlane

Lo scopo di questa tesi è di eseguire un dimensionamento in via preliminare di un velivolo di tipo PrandtlPlane propulso a idrogeno liquido, considerando l’idrogeno un possibile carburante alternativo agli idrocarburi, in grado di ridurre l’impatto ambientale in modo significativo.
È stato scelto di utilizzare la configurazione PrandtlPlane in quanto, oltre a garantire una diminuzione di resistenza indotta, permette di utilizzare serbatoi alari per l’idrogeno liquido grazie all’iperstaticità della struttura del sistema alare.
È stato eseguito uno studio parametrico del velivolo al variare della quota di volo e dell’allungamento alare, in modo tale da minimizzare l’inquinamento ambientale.
Si è provveduto, infine, a trimmare e a stabilizzare il velivolo e ad analizzarne i costi operativi.
Il velivolo rientra nella classe da 250 passeggeri, per tratte intorno a 2500 nm, con una fusoliera a due corridoi.
Nel primo capitolo si è proceduto ad un’analisi delle caratteristiche dell’idrogeno e dell’impatto prodotto nel dimensionamento del velivolo, anche con riferimenti a studi esistenti su velivoli convenzionali propulsi a idrogeno attualmente in fase di progettazione.
Nel secondo capitolo viene fornita una panoramica sulle configurazioni innovative attualmente studiate, concentrandosi poi sulla configurazione di tipo PrandtlPlane; di essa vengono indicati i vantaggi e l’attuale stato dell’arte.
Nel terzo capitolo si è illustrato la metodologia di progettazione utilizzata, specificando il range dei valori della quota di crociera e di allungamento alare.
Il capitolo quattro espone la procedura generale utilizzata per ricavare il peso massimo al decollo.
Nel capitolo cinque sono state definite la forma in pianta delle ali e le principali dimensioni necessarie per il disegno delle stesse.
Nel sesto capitolo è stato ottenuta una stima del coefficiente di resistenza parassita della configurazione.
È stata quindi determinata, nel capitolo sette, la posizione del baricentro del velivolo completo, considerando quindi oltre al peso della struttura e del carburante anche le variazioni nella posizione del baricentro introdotte dall’ingresso dei passeggeri nella fusoliera.
Nel capitolo successivo viene illustrato il programma utilizzato per la creazione della geometria e, in seguito, per lo studio della stabilità del velivolo. Esso consente la creazione in maniera veloce ed efficiente di geometrie dei velivoli.
Il capitolo nove riguarda lo studio della stabilità e del trim del velivolo. Vista la complessità della previsione del punto neutro per via analitica, è stato deciso di utilizzare un codice a pannelli per determinare la posizione del punto neutro stesso. Tale codice è stato invalidato in via preliminare confrontando i risultati ottenuti da esso rispetto ai dati ottenuti da Fluent® sulla medesima configurazione.
In seguito è stata condotta l’analisi economica del velivolo utilizzando il metodo DAPCA IV considerando il costo attuale dell’idrogeno, maggiore rispetto a quello del cherosene di circa 3.5 volte.
L’ultimo capitolo espone i risultati ottenuti.