Il Progetto PARSIFAL (Prandtlplane ARchitecture for the Sustainable Improvement of Future AirpLanes), finanziato nell’ambito di HORIZON 2020, si prefigge lo scopo di valutare l’impatto sul mondo dell’aviazione di un velivolo di nuova concezione di tipo box-wing, detto PrandtlPlane, che assicura un notevole incremento del numero di passeggeri e del carico imbarcabile rispetto a un velivolo in configurazione classica di pari dimensioni.
Tale configurazione si differenzia dai velivoli tradizionali per una struttura alare che sorregge la fusoliera sia nella parte anteriore sia nella parte caudale, creando quindi una superficie alare “chiusa” eliminando le estremità, fonte primaria di Resistenza in volo livellato subsonico.
Inoltre, PARSIFAL agisce come piattaforma per lo sviluppo di nuove metodologie atte a valutare le prestazioni di questa nuova classe di velivoli non solo nella configurazione di riferimento, assimilabile ad un Airbus A320 o Boeing 737 come dimensioni ma ad un A330/B767 come payload, ma anche per classi di velivolo molto differenti, come gli aerei di linea di grandi dimensioni ed elevatissimo numero di passeggeri.
PARSIFAL è realizzato tramite la sinergia di 6 partner guidati dal DICI dell’Università di Pisa (Italia), comprendenti: l’Università di Delft (Olanda), ONERA (Francia), DLR (Germania), ENSAM (Francia) e SkyBox Engineering S.r.l. (Italia).
All’interno di questo ambizioso progetto, Cubit ha dato il proprio contribuito alla fase di progettazione aerodinamica preliminare in regime transonico, supportando il gruppo di lavoro dell’Università di Pisa nella definizione dei Top Level Aircraft Requirements per una valutazione accurata della velocità di crociera e delle relative prestazioni generali.
Una volta definita una configurazione di riferimento, svariate simulazioni numeriche sono state condotte utilizzando il software commerciale Star CCM+ a differenti velocità, definendo le prestazioni e le possibili criticità al variare del numero di Mach nell’intervallo tipico di lavoro di questo tipo di velivoli, definito come M=[0.75,0.85].
La realizzazione delle simulazioni numeriche CFD ha previsto l’utilizzo di due modelli di turbolenza, k-ε Realizable ed SST k-ω, usando la modellizzazione RANS per valutarne l’impatto sui risultati numerici e l’attivazione del modello di comprimibilità viste le velocità considerate e quindi una mesh di volume (ie. discretizzazione geometrica del dominio) sufficientemente raffinata e di alta qualità per ottenere risultati affidabili.
Le criticità evidenziate hanno consentito modifiche utili ad ottenere una configurazione migliorata come base per una futura ottimizzazione numerica del velivolo; si è intervenuti nella zona intorno alla sezione verticale che connette l’ala anteriore a quella posteriore, nell’intersezione ala-fusoliera, area tipicamente problematica specialmente in transonico, e nel definire un carico alare ottimale per le condizioni di funzionamento imposte.
La possibilità di condurre una vasta analisi numerica di alto livello nella fase preliminare del progetto ha consentito di intervenire rapidamente e in modo mirato sulle zone più delicate della configurazione, accelerando sensibilmente i tempi di sviluppo e di ottimizzazione della configurazione definitiva, ottenendo, grazie alle elevate potenze di calcolo di cui disponiamo, feedback tempestivi che garantiscono continuità al processo di progettazione del velivolo.
Ringraziamo , per averci coinvolto attivamente in un progetto così innovativo e stimolante: Aldo Frediani, Karim Abu Salem, Vittorio Cipolla (UniPi), Marco Carini, Michaël Méheut, Stylianos Kanellopoulos (ONERA), Vincenzo Binante, Rizzo Emanuele (SkyBox Engineering), co-autori di due interessanti articoli scientifici sull’argomento insieme a Marco Maganzi, Head of CFD Application Engineering di Cubit.
Maggiori informazioni: https://parsifalproject.eu/
