Analisi dinamica e ottimizzazione delle prestazioni per velivoli multirotore

Oggetto della presente trattazione sono lo studio della stabilità statica e dinamica e l’ottimizzazione delle prestazioni per velivoli multirotore di piccola/media taglia. La tesi è divisa in tre principali macroaree: analisi dinamica, analisi delle prestazioni, dimensionamento e sviluppi futuri. Nella prima sezione, a partire dallo studio delle principali derivate aerodinamiche, è possibile analizzare la stabilità del velivolo; inoltre, come si dimostrerà ampiamente, essa può essere incrementata tramite opportune soluzioni costruttive, quali angoli di tilt e diedro. Nella seconda sezione, dato un multirotore con una certa configurazione ed un determinato peso, si desidera ricavare il tempo di volo in una condizione di hover, che è funzione della potenza richiesta. In particolare, per quanto concerne questa macroarea, sono stati sfruttati dati sperimentali provenienti da test al banco prova e relativi a eliche di svariate dimensioni, in termini di diametro e passo. La possibilità di utilizzare tali dati è stata di rilevanza assoluta, poiché ha permesso di affinare minuziosamente la stima della potenza, soprattutto per quanto riguarda il coefficiente di potenza indotta. Nella sezione finale si desidera trovare la batteria ottimale da equipaggiare ad un velivolo multirotore, noti la geometria ed il peso a vuoto. A tal proposito si è anche ricavata una “curva di sensibilità”, estremamente utile, ad esempio, per un progettista, poiché consente di capire come si modificano le prestazioni al variare della capacità nominale della batteria. Ciascuna macroarea termina con un caso applicativo, che permette la validazione dei codici MATLAB implementati.