Analisi dei carichi termici nella cabina di un velivolo

The problem of calculation of heat load for Environmental Control System (ECS) sizing has always a great importance both in civil and military aviation. For vertical take-off and landing aircrafts, in particular for helicopters, this kind of problem is considered to be less significant compared to other issues. For a tiltrotor, as AW 609, the ECS has to be sized differently than helicopters because the cockpit has to be pressurized as happens for fixed wing aircrafts. This work aims to edit a calculation code, using Matlab®, to obtain heat load values for tiltrotor and consequently size the ECS by working on heat rates involved. The program makes the calculation in non stationary regime, differently from what is usually done; nevertheless it allows to analyze a more real situation in the study of thermal exchanges. This condition causes a saving of installed power for ECS, and therefore weight, maintaining the well-being of the passengers.

Il problema del calcolo del carico termico finalizzato al dimensionamento dell’impianto di controllo ambientale è sempre stato di fondamentale importanza sia nell’ambito dell’aeronautica civile sia in quello militare. Nel campo degli aeromobili a decollo verticale, ed in particolare per gli elicotteri, esso viene considerato, a ragione, marginale rispetto ad altre problematiche. Tuttavia, per un convertiplano, come l’AW 609, è necessario riconsiderare il controllo ambientale in un’ottica più vicina a quella degli aeromobili ad ala fissa a causa della necessità, per questo tipo di velivoli, di pressurizzare la cabina. Questo lavoro di tesi si propone la stesura di un codice di calcolo, sviluppato in ambiente Matlab®, per calcolare il carico termico gravante sull’aeromobile e procedere quindi ad un dimensionamento, in termini di potenze termiche in gioco, dell’impianto di controllo ambientale. A differenza della filosofia di progetto esistente, che considera solo l’analisi in regime permanente, il codice sviluppato opera il calcolo in regime non stazionario, consentendo una maggiore aderenza alla realtà nello studio dei fenomeni termici. Ciò ha come conseguenza un risparmio di potenza installata, e quindi di peso, mantenendo il benessere dei passeggeri.